МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Федеральный ресурсный центр обеспечения развития единой образовательной информационной среды

Южного федерального округа

Южно-Российский региональный центр информатизации РГУ

Научно-методическая конференция

«Современные информационные технологии в образовании: Южный Федеральный округ»

20-23 апреля 2005 г.

Материалы конференции

Ростов-на-Дону, 2005

2

В сборнике представлены доклады участников научно-методической конференции «Современные информационные технологии в образовании: Южный Федеральный округ»", состоявшейся в РГУ 20-23 апреля 2005 года.

Редакторы: Крукиер Л.А., Муратова Г.В.

Компьютерная верстка: Ткачева Л.А., Прохорова Н.Г.

© ЮГИНФО РГУ, 2005

3

ОГЛАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В РОСТОВСКОМ ГОСУДАРСТВЕННОМ УНИВЕРСИТЕТЕ – СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ 9

Крукиер Л .А . , Муратова Г .В . , Ткачева Л .А .РАЗРАБОТКА КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНЫХ И КОНЕЧНО-РАЗНОСТНЫХ ПАКЕТОВ НА КОРПОРАТИВНОЙ КАФЕДРЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И ПРИКЛАДНОЙ МАТЕМАТИКИ РГУ , ТРТУ И ЮРГТУ 15

Белоконь А .В . , Наседкин А .В . , Никифоров А .Н . , Соловьев А .Н . , Сухинов А .И . , Ткачев А .Н .

О ПРИМЕНЕНИИ КОНЕЧНОЭЛЕМЕНТНЫХ ПАКЕТОВ В ЕСТЕСТЕВЕННО НАУЧНЫХ И СПЕЦИАЛЬНЫХ ДИСЦИПЛИНАХ ПРИ ПОДГОТОВКЕ СПЕЦИАЛИСТОВ ПО НАПРАВЛЕНИЯМ МАТЕМАТИКА , ПРИКЛАДНАЯ МАТЕМАТИКА И ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА 17

Белоконь А .В . , Напрасников В .В . , Скалиух А .С . , Соловьев А .Н . РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ КОНВЕКЦИИ-ДИФФУЗИИ 20

Андреева Е .М . ПОСТРОЕНИЕ БИБЛИОТЕЧНОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ВУЗА 23

Арефьев М .Ю . , Гордеев Д .Ю . , Дашко Ю .В . , Кузнецова И .С . , Трегубов А .В .О ПРОБЛЕМАХ, ВОЗНИКАЮЩИХ НА ЗАВЕРШАЮЩЕЙ СТАДИИ РАЗРАБОТКИ ОБУЧАЮЩИХ ПРОГРАММНЫХ СИСТЕМ И МЕТОДАХ ИХ РЕШЕНИЯ 25

Багдасарян А .Л . , Хаишбашев А .В .СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ БИБЛИОТЕЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫМИ РЕСУРСАМИ ЗНБ РГУ В ОБЕСПЕЧЕНИИ УЧЕБНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА УНИВЕРСИТЕТА 28

Березовский А . М . ОПИСАНИЕ СИСТЕМЫ ОПЕРАТИВНОГО ВЫЯВЛЕНИЯ ПРОБЛЕМ В РАБОТЕ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СЕТЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДОВ СТАТИСТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА 31

Березовский А . Н . ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ИНТЕРАКТИВНАЯ СЕТЬ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ НЕМЕЦКОГО И РУССКОГО ЯЗЫКОВ В РЕЖИМЕ ТАНДЕМ ЧЕРЕЗ ИНТЕРНЕТ 34

Биятенко -Колоскова С .Е . ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ МИКРОПОРТАЛ КАК МОДЕЛЬ ИНТЕРАКТИВНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В ВИРТУАЛЬНОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СРЕДЕ 36

Брылева В .А . , Буханцева Н .В .ФОРМАЛЬНОЕ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ РАЦИОНАЛЬНОГО РАЗБИЕНИЯ НА СЕГМЕНТЫ КОММУТИРУЕМОЙ СЕТИ ETHERNET С МНОЖЕСТВЕННЫМИ РЕЗЕРВНЫМИ КАНАЛАМИ 40

Букатов А .А . , Букатов С .А . ОРГАНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ДОСТУПА И УЧЕТА ОБЪЕМА ПОТРЕБЛЕНИЯ ТЕЛЕКОМММУНИКАЦИОННО ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ РЕСУРСОВ 43

Букатов А .А . , Монастырский М .И .ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ОБУЧЕНИИ : ПРОБЛЕМА ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ 47

Владимирский Б .М . ЭЛЕКТРОННЫЙ УЧЕБНИК ПО «ИНЖЕНЕРНОЙ И КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАФИКЕ В ПРИМЕРАХ» 49

Гаврилова З .П . , Зулкарнеева В .В .ТЕСТИРУЮЩАЯ WEB-СИСТЕМА С ФУНКЦИЯМИ ОБУЧАЮЩЕЙ ПРОГРАММЫ 51

Гавриляченко Т . В .

4

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ИЗУЧЕНИИ РАВНОВЕСНОЙ СТАТИСТИКИ ЭЛЕКТРОНОВ И ДЫРОК В ПОЛУПРОВОДНИКАХ 52

Гармашов .С .И . , Гершанов . В .Ю . , Криворучко А .В .СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ДЕМОНСТРАЦИОННОГО ЭКСПЕРИМЕНТА ПО МЕХАНИКЕ С ПОМОЩЬЮ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 55

Гармашов М .Ю . , Попов Э .С . , Клеветова Т .В .КОМПЛЕКС УЧЕБНЫХ КОМПЬЮТЕРНЫХ ПРОГРАММ ПО КУРСУ "ФИЗИКА КОЛЕБАНИЙ И КРИТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В ТЕОРИИ ТВЕРДОГО ТЕЛА" 57

Гармашов С .И . , Турик А .В . ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ НА ШКОЛЬНОМ УРОКЕ : ИЗ ОПЫТА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЛИЦЕЯ ПРИ РКСИ И РГУ 60

Гиченко Н .Р . , Карякин М .И . ИНТЕРАКТИВНЫЙ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС «XEAN» 61

Галкин Р . В . , Губа А .В . , Даниленко А . С .СОЗДАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ДИСТАНТНОГО ОБУЧЕНИЯ 63

Гора О .В . , Файн Е .Я . ЭЛЕКТРОННЫЙ УЧЕБНИК ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ПРОГРАММИРОВАНИЕ НА С++» 67

Дрыжаков В .Е . , Елаева М .С . , Надолин К .А .О РАЗВИТИИ КУРСА «КОМПЬЮТЕРНЫЕ МОДЕЛИ В ТЕХНИКЕ» 71

Еремеев В .А . СИСТЕМА ТЕСТИРОВАНИЯ В КУРСАХ ИНФОРМАТИКИ И МОДЕЛИРОВАНИЯ В ВУЗЕ И КОЛЛЕДЖЕ 71

Жак С .В . , Егорычева И .С . ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ПОЛИТИКА , ЕЁ МОДЕЛЬНОЕ И ИНФОРМАЦИОННО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ 73

Жак С .В . , Кузяшева Э .Р . , Моцарева Е .В . , Марков В .М .МНОГОУРОВНЕВЫЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ УЧЕБНИК ПО КУРСУ ЧИСЛЕННЫХ МЕТОДОВ 76

Жуков М .Ю . , Пацеева Е .В . , Петровская Н .В . , Ширяева Е .В . , Цывенкова О .А . КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КОЛЕБАНИЙ ЦЕПОЧЕК ФЕРМИ-ПАСТЫ -УЛАМА КАК СРЕДСТВО ОБУЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТАМ НЕЛИНЕЙНОЙ ДИНАМИКИ 79

Жуков К .Г . , Чечин Г .М . ЛАБОРАТОРНО-ИМИТАЦИОННЫЙ КОМПЛЕКС «ИНФОРМАЦИОННЫЕ СЕТИ» 81

Зеленский А .М . , Секретев И .Н ЭЛЕКТРОННЫЙ УЧЕБНИК «ПРИКЛАДНАЯ ОПТИКА В ПРИМЕРАХ И ЗАДАЧАХ» 82

Зулкарнеева В .В . , Гаврилова З .П .РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОННОЙ БАЗЫ ДАННЫХ «ПАСПОРТ ЗДОРОВЬЯ» 84

Иваницкая Л .Н . , Леднова М .И . , Морозова Г .И . , Мартынова Г .Б . , Щербина Д .Н .ИСПОЛЬЗОВАНИЕ Е–УЧЕБНИКА-ПРАКТИКУМА , Е2Е-ПРОЕКТОВ И ЭЛЕМЕНТОВ ДО В ОБУЧЕНИИ СИСТЕМНОМУ АНАЛИЗУ И МОДЕЛИРОВАНИЮ СТУДЕНТОВ -МАТЕМАТИКОВ 85

Казиев В .М . ОПЫТ УНИВЕРСИТЕТА СЕВЕРНОЙ КАРОЛИНЫ (США) ПО СОЗДАНИЮ СИСТЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ И ВОЗМОЖНОСТИ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В РГУ 88

Карякин М .И . ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ MACROMEDIA ДЛЯ СОЗДАНИЯ УЧЕБНОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ 90

Карякин М .И .

5

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ Web-ОРИЕНТИРОВАННОГО УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕКОГО КОМПЛЕКСА «ОБЩАЯ ПЕДАГОГИКА» В КЕМЕРОВСКОМ ГОСУНИВЕРСИТЕТЕ 93

Касаткина Н .Э . , Архипова О .А .WEB-INTERFACE СИСТЕМЫ ПОСТРОЕНИЯ РАСПИСАНИЙ ЗАНЯТИЙ 96

Кирушева А .Е . ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА ЧАСТИЦ (ДИДАКТИЧЕСКИЙ ПРАКТИКУМ ПО МЕХАНИКЕ ) 98

Козленко Г .В . , Саченко В .П . , Фомин Г .В .О ПРОЕКТНО-РЕФЛЕКСИВНОМ ПОДХОДЕ К ФОРМИРОВАНИЮ ИНФОРМАЦИОННОЙ КУЛЬТУРЫ ПЕДАГОГА 99

Конюшенко С .М .ЭЛЕКТРОННЫЙ УЧЕБНИК «АРХИТЕКТУРА ИНТЕГРИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНЫМИ ПРОИЗВОДСТВАМИ» 101

Корохова Е .В . , Свечкарев В .П .ЭЛЕКТРОННЫЙ УЧЕБНИК «МОДЕЛИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ» 103

Корохова Е .В . , Свечкарев В .П . , Гогенко О .А .АНАЛИЗ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ БАЗЫ ДАННЫХ «АБИТУРИЕНТ» 105

Корохова Е .В . , Фоменко Е .С . , Козуб Ю .А .ЭЛЕКТРОННЫЕ СЛОВАРИ КАК СПРАВОЧНО-ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ ИНОСТРАННЫМ ЯЗЫКАМ 108

Косоногова О .В .ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ИНТЕРНЕТ САЙТЫ КАК СРЕДСТВО ПОЛУЧЕНИЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ЗНАНИЙ . (НА ПРИМЕРЕ РЕСУРСОВ ZAKONRUS.NAROD.RU, AFORIZMIKY.NAROD.ru, humanrights .aaanet .ru, Xprogramming.narod.ru) 112

Криворучко А .В . , Родинин . М .Ю . , Шкрылев . Н .НПРЕЗЕНТАЦИЯ МУЛЬТИМЕДИЙНОГО УЧЕБНОГО ПОСОБИЯ «ИСТОРИЯ СОЦИОЛОГИИ (ЧАСТЬ 1)» 115

Курбатов В .И . , Кутасова Т .Л . , Мацинина Н .В . , Абросимов Д .В . , Кирицев К .Г .КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНЫЙ ПАКЕТ ACELAN КАК ИНСТРУМЕНТ СТУДЕНЧЕСКОГО КОЛЛЕКТИВНОГО НАУЧНОГО ТВОРЧЕСТВА 118

Курбатова Н .В . , Наседкин А .В . , Скалиух А .С .РЕАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИТМОВ АФФИННЫХ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ ПРИ ОБУЧЕНИИ КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАФИКЕ 120

Куркурин Н .Д . , Ахмедишев Р .Р .КОММУНИКАЦИОННЫЙ МОДУЛЬ В СДО «УЧЕБНЫЙ ПРОЦЕСС» РГУ 123

Крицкий С .П . , Доценко Н .В . О ГЕНЕРАЦИИ ПРИМЕРОВ С ЗАДАННЫМИ СВОЙСТВАМИ ДЛЯ УЧЕБНОГО КУРСА «ЛИНЕЙНАЯ АЛГЕБРА» 126

Кряквин В .Д . ДИСТАНЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ , ПРИМЕНЯЕМЫЕ В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ 128

Курылев А .С . , Шикульская О .М . , Богомолова Е .Л .АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ УЧЕБНЫМ ПРОЦЕССОМ В ДИСТАНЦИОННОМ ОБРАЗОВАНИИ 131

Курылёв А . С . , Шикульская О . М . , Куликов М . ОНОВЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В БИБЛИОТЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ВУЗА НА БАЗЕ АИБС "МАРК -SQL" 133

Левова Л .В . , Ефремов С .В . ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НОВЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ОРГАНИЗАЦИИ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА КАФЕДРЫ ФИЗИЧЕСКОЙ И КОЛЛОИДНОЙ ХИМИИ РГУ 135

6

Левченков С .И . , Щербаков И .Н . , Коган В .А .ОДИН ИЗ ПОДХОДОВ К СОЗДАНИЮ ИНТЕГРИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ СБОРА , ОБРАБОТКИ , АНАЛИЗА И ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ В ИНТЕРЕСАХ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ РЕГИОНАЛЬНОЙ СИСТЕМОЙ ОБРАЗОВАНИЯ 138

Лозицкий И . Г . , Заичко В .А . ЭЛЕКТРОННЫЕ УМК И НОВАЯ ПАРАДИГМА ОБРАЗОВАНИЯ 147

Лубский А .В . , Герасимов Г .И . , Леусенко Д .А .ОРГАНИЗАЦИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ WEB-СТУДИИ РГУ И КЛУБА КОМПЬЮТЕРНОГО ТВОРЧЕСТВА РГУ 152

Магоян К .Х . , Ширшин И .С . , Магоян А .Х .ИНТЕРАКТИВНЫЕ ОБУЧАЮЩИЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕ ПРОГРАММЫ ДЛЯ ИНЖЕНЕРНО-ФИЗИЧЕСКОГО И ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ 154

Мазурицкий М .И . , Cherner Y., Латуш Е .Л . , Норанович Д .А . ,Чеботарев Г .Д . Мигаль Ю .Ф . , Головко Ю .И .

РАЗРАБОТКА ГРАФИЧЕСКОЙ БИБЛИОТЕКИ ДЛЯ РАБОТЫ С ТРЕХМЕРНЫМИ МОДЕЛЯМИ МЕСТНОСТИ 155

Марков А . А . , Гальченко Г . А . СИСТЕМА MAPLE КАК СРЕДСТВО ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ 159

Мачулис В . В . СИСТЕМА ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ ЯЗЫКУ SQL 162

Моисеенко С .И . , Калинкин В .Ю . , Майстренко А .В .СИСТЕМА ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ В ФУНКЦИОНИРОВАНИИ СОВМЕСТНЫХ ИНСТИТУТОВ ПРИРОДООХРАННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В РЕГИОНЕ 164

Муратов А .В . ИНФОРМАЦИОННЫЕ РЕСУРСЫ УНИВЕРСИТЕТА США : СТРУКТУРА , ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ , УПРАВЛЕНИЕ И СТРАТЕГИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ РАЗВИТИЯ (НА ПРИМЕРЕ УНИВЕРСИТЕТА ШТАТА ВАЙОМИНГ) 169

Надолин К .А . ЗАКРЫТЫЕ ОБУЧАЮЩИЕ ОБОЛОЧКИ КАК ФАКТОР ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ 172

Нарежная Е .В . ПРОБЛЕМА ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ В ВЫСШЕЙ ШКОЛЕ 176

Нарежная Ю .А . XAOC.RU: НАУЧНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ПОРТАЛ 180

Никифоров А .И . МОДЕЛЬ МЕТОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОСТИ ПРИ ОБУЧЕНИИ В КОМПЬЮТЕРНОЙ СРЕДЕ 182

Никитин А .В . ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ВРАЩЕНИЯ ТЯЖЕЛОГО АСИММЕТРИЧЕСКОГО ВОЛЧКА С НЕПОДВИЖНОЙ НИЖНЕЙ ТОЧКОЙ 184

Новакович А .А . , Кириленко О . В .СПЕЦИАЛЬНОСТЬ «ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ» НА ФАКУЛЬТЕТЕ ВЫСОКИХ ТЕХНОЛОГИЙ РГУ 188

Панич А .Е . , Земляков В .Л . ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕНЕДЖМЕНТ – НОВЕЙШАЯ СПЕЦИАЛИЗАЦИЯ НАПРАВЛЕНИЯ «ОРГАНИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ НАУКОЕМКИМИ ПРОИЗВОДСТВАМИ» 191

Петраков В .А . , Свечкарев В .П . ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ASP И .NET ASP ДЛЯ СОЗДАНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ УЧЕБНИКОВ И ТЕСТОВ 192

7

Подсвиров В .Н . ЭЛЕКТРОННЫЙ УЧЕБНИК «ОСНОВЫ ТЕОРИИ КОДИРОВАНИЯ» 195

Попов А .П . , Барышникова Н .А .ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА ВОЛГУ И ЕЕ РОЛЬ В ФОРМИРОВАНИЯ УНИВЕРСИТЕТСКОГО САМОУПРАВЛЕНИЯ 198

Попов А .П . , Богомолов А .А . , Фазылова О .А .КОМПЬЮТЕРНОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ 200

Попов А .П . , Богомолов А .А . , Смирнов Д .С . , Лучина Т .В .СТРУКТУРА ЭЛЕКТРОННЫХ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИХ ПОСОБИЙ ПО КУРСУ «ОБЩАЯ ГЕОЛОГИЯ» И ОПЫТ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ 202

Попов Ю .В . , Агарков Ю .В . ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА ВОЛГУ И ЕЕ РОЛЬ В ФОРМИРОВАНИЯ УНИВЕРСИТЕТСКОГО САМОУПРАВЛЕНИЯ 204

Попова Л .О . СРАВНЕНИЕ ФОРМАТОВ ПУБЛИКАЦИИ ТРЕХМЕРНЫХ ВИРТУАЛЬНЫХ СЦЕН В СЕТИ INTERNET В КОНТЕКСТЕ ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ (ОБЗОР) 208

Потий О .А . АКТИВИЗАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ РЕСУРСОВ ПО ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЮ МЕСТОРОЖДЕНИЙ НЕФТИ И ГАЗА ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ 215

Прозорова Г .Н . ОРГАНИЗАЦИЯ ДИАЛОГА СУБЪЕКТОВ КОМПЬЮТЕРНОЙ СРЕДЫ НА ПРЕДМЕТАХ ЕСТЕСТВЕННО -НАУЧНОГО ЦИКЛА 217

Ребро В .В . АНАЛИЗ АУДИТОРНОГО ФОНДА ФАКУЛЬТЕТА ВЫСОКИХ ТЕХНОЛОГИЙ В СРЕДЕ BUSINESS OBJECTS 221

Редичкина Т .А . , Кислица Н .С .НЕКОТОРЫЕ ПРИНЦИПЫ РАЗРАБОТКИ ОБОЛОЧЕК ДЛЯ ЭЛЕКТРОННЫХ УЧЕБНИКОВ 223

Рубанчик В .Б . ПРОБЛЕМЫ СОЗДАНИЯ АДАПТИВНЫХ ОБУЧАЮЩИХ ОБЪЕКТОВ 226

Рубанчик В .Б . , Тараскина М .А .ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ И ПРИБОРОВ 230

Рыбальченко С .А . , Гармашов С .И . , Гершанов В .Ю .ОПЫТ ФОРМИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ СРЕДЫ ОБУЧЕНИЯ НА ИСТОРИЧЕСКОМ ФАКУЛЬТЕТЕ 231

Самарина Н .В . , Кудрявцева Л .Б .СОЗДАНИЕ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ НЕЛИНЕЙНОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ «МЕТОДЫ ЛИНЕЙНОЙ АППРОКСИМАЦИИ» 236

Сантылова Л . И . , Козлова Т .А . , Талалаева Т .П .МОБИЛЬНЫЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ НА БАЗЕ POCKET HDD ZIV DRIVE 237

Свечкарев В .П . , Штепа И .В . , Натальченко И .А .ОБЗОР ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ , ПРИМЕНЯЕМЫХ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ ВУЗАМИ НАШЕЙ СТРАНЫ 239

Сергеева В .Е . , Шумидуб А .А .ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПОРТАЛ ФАКУЛЬТЕТА ВЫСОКИХ ТЕХНОЛОГИЙ 242

Середа Е .М , Гаврилова З .П . ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧ 245

Сидиропуло С .Г .КОМПЬЮТЕРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ 248

Синявский Г .П . , Бабичева Г .В . , Кожухова О .И .

8

ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ РАСПРОСТРАНЕНИЯ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ 251

Субботина Т .Н . НАВИГАТОР ГЕОИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ «АЗОВСКОЕ МОРЕ» 252

Сурков Ф .А . , Чебаков И .М . СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ ЭЛЕКТРОННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО РЕСУРСА СПЕЦИАЛЬНЫХ МАТЕМАТИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН КОРПОРАТИВНОЙ КАФЕДРЫ 253

Сухинов А .И . , Надолин К .А . , Черепанцев А .С .ДИДАКТИЧЕСКИЙ ПРОЕКТ ИЗНУТРИ 258

Фомин Г .В . ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ ПО КУРСУ «ПЕТРОГРАФИЯ» 261

Холодная И .А . , Левченко С .В . , Хардиков А .Э .ОБУЧАЮЩИЙ ПРОГРАММНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ РЕНТГЕНОВСКОЙ ФЛУОРЕСЦЕНЦИИ 263

Цветянский А .Л . , Ничипорюк С .С . , Еритенко А .Н . , Дубинина Ю .А . , Кирикович М .А . , Дуймакаев Ш .И .

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ИКТ В ПРЕПОДАВАНИИ ХИМИИ НА ХИМИЧЕСКОМ ФАКУЛЬТЕТЕ РГУ 265

Цупак Е .Б . , Нарежная Е .В . ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ СОЗДАНИЕ ЭЛЕКТРОННОГО УЧЕБНИКА ПО ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ ДЛЯ СТУДЕНТОВ -ХИМИКОВ 266

Цупак Е .Б . , Шевченко М .А . ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОДЕЛЕЙ ГАЗОРАЗРЯДНЫХ ЛАЗЕРОВ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ 268

Чеботарев Г .Д . , Пруцаков О .О . , Латуш Е .Л .АВТОМАТИЗАЦИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАЧ С ПОМОЩЬЮ МАКРОСОВ 269

Черникова Э .В . СОЗДАНИЕ В WINDOWS-ПРИЛОЖЕНИИ СТРОКИ МЕНЮ С ПОМОЩЬЮ ИНСТРУМЕНТА «РЕДАКТОР МЕНЮ» В СРЕДЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ MS VISUAL BASIC 6.0 271

Черникова Э .В . КУЛЬТУРОЛОГИЧЕСКИЕ И ИНТЕРАКТИВНЫЕ ФУНКЦИИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 274

Числова А .С . СОЦИОЛОГИЧЕСКИЙ АСПЕКТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ОБУЧЕНИИ 279

Числова А .С . , Катичева М .Г . СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ АНГЛОЯЗЫЧНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ РЕСУРСЫ , СПОСОБСТВУЮЩИЕ РАЗВИТИЮ МЕЖКУЛЬТУРНОЙ КОМПЕТЕНЦИИ 283

Числова А .С . , Солтовец Е .М . СИСТЕМА ГЕНЕРАЦИИ РАСПИСАНИЯ ЗАНЯТИЙ ФАКУЛЬТЕТА ВЫСОКИХ ТЕХНОЛОГИЙ 287

Чурсин А .В . , Бойченко Д .С . ЭЛЕКТРОННОЕ СОПРОВОЖДЕНИЕ К ШКОЛЬНОМУ УЧЕБНИКУ «ФИЗИКА» 11 КЛАСС 289

Шагинян К .Б . , Файн Е .Я . ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПОРТАЛ КАФЕДРЫ «СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ И УПРАВЛЕНИЕ» 294

Штепа И .В . , Алексюнин Е .С . , Островский Э .Э . , Редичкина Т .А .ЭЛЕКТРОННЫЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ РГУ 296

Щетинина Е .А . , Лазарева С .А .

9

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В РОСТОВСКОМ ГОСУДАРСТВЕННОМ УНИВЕРСИТЕТЕ – СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ

Крукиер Л.А., Муратова Г.В., Ткачева Л.А. Ростовский государственный университет, ЮГИНФО krukier@rsu.ru, muratova@rsu.ru, tkachova@rsu.ru

Современный этап развития общества характеризуется целым рядом особенностей. С одной стороны, формируется новая глобальная информационно-коммуникационная среда жизни, образования, общения и производства, которая получила название «инфосфера». Организационно-технологической основой информационного общества являются глобальные информационные сети. Эти процессы происходят на фоне быстрой смены информационных потоков, постоянных изменений в сфере экономики и миграции населения. С другой стороны, изменения в экономике влияют на формирование нового социального заказа, предъявляемого обществом к качеству подготовки специалистов. На первый план выходят такие качества, как

• Умение быстро адаптироваться в меняющихся экономических условиях • Умение постоянно пополнять свои профессиональные знания • Хорошо ориентироваться в происходящих процессах • Умение работать в сотрудничестве с другими людьми, относящимися к

различным социально-культурным и профессиональным группам • Умение общаться с людьми • Умение критически мыслить и принимать самостоятельные решения и

т.д.

Развитие глобальной компьютерной сети открыло новые перспективы совершенствования мировой образовательной системы. Это отражается как на технической оснащенности образовательных учреждений, их доступе к мировым информационным ресурсам, так и на использовании новых видов, методов и форм обучений и управления образовательным учреждением.

Уровень развития информационных технологий в разных российских вузах различается. Это зависит от многих факторов, среди которых финансирование, как это ни покажется странным, не является определяющим. Главным, на наш взгляд, является выбор приоритетов руководством университета и его сотрудниками. Проанализируем, какова ситуация с развитием информационных технологий в Ростовском государственном университете и его подразделениях.

В РГУ в последние годы внедрению информационных технологий уделялось большое внимание. Это выразилось в нескольких направлениях. Происходит постоянное развитие технической базы. Закуплено и установлено новое компьютерное оборудование на всех факультетах и многих подразделениях университета. Активно развивается

10

телекоммуникационная сеть РГУ. Но наиболее показательным и значимым фактором является поддержка и внимание ректората, учебной части университета к развитию информационных образовательных ресурсов, содержательной компоненте информационной образовательной среды. Здесь следует упомянуть подписку на целый ряд электронных коллекций известных издательств, таких как ЭБСКО, Эльзевир, ИНИОН и др., осуществленную ректоратом РГУ. Это дальнейшее развитие Информационного Интегрирующего комплекса РГУ, создание электронных учебных материалов для первокурсников, целого ряда web-ресурсов (юбилейный сайт РГУ, сайт ассоциации международного сотрудничества и др.).

В прошедшем 2004 году важным этапом дальнейшего внедрения современных технологий в РГУ стал очередной грантовый конкурс.

Согласно приказа ректора РГУ № 1042 от 21мая 2004 г. в Ростовском государственном университете был объявлен конкурс на получение финансовой поддержки (гранта) для дальнейшего развития и внедрения информационных технологий в процесс обучения в РГУ по трем направлениям:

• Использование информационных технологий в учебном процессе • Представление в Банк программных продуктов РГУ готовых

электронных учебников, созданных сотрудниками РГУ в соответствии с учебными программами

• Разработка электронных учебников для различных предметных областей в соответствии с учебными программами

На конкурс было подано 46 заявок от 16 подразделений РГУ. Экспертная комиссия, подводя итоги конкурса, отметила большое количество интересных проектов, представленных на конкурс, новые оригинальные подходы к развитию и внедрению информационных технологий в образовательный процесс РГУ.

Приведем некоторые статистические данные прошедшего конкурса.

Заявки Сумма (тыс . руб) Направление подано поддержано запрошено поддержкаI 11 6 551,5 140 II 6 7 277 200 III 29 17 1450 160

ИТОГО : 2278,5 500

11

Статистика поданных заявок по факультетам

№ Факультет Количество заявок

Стоимость заявок (тыс. руб)

Выделено(тыс .руб .)

1 Военного обучения 1 150 102 Высоких технологий 2 34 53 Геолого-географический 3 160 344 Исторический 2 142 305 Механико-математический 9 366 1016 Регионоведения 2 85 107 Социологии и политологии 1 100 108 Физический 6 343 609 Филологии и журналистики 3 75 10

10 Химический 3 165 2611 Экономический 6 299,5 10612 Юридический 1 5

13 Кафедра английского языка гум. факультетов 3 164 60

14 Кафедра немецкого языка 2 50 18

15 Кафедра русского языка дл иностранных учащихся 1 70 5

16 ИППК 2 75 10 ИТОГО: 46 2278,5 500 Чтобы картина участия факультетов в работе по внедрению и

использованию современных информационных технологий в учебном процессе была полной, считаем необходимым привести полный список победителей конкурса. Отметим, что по 1-му направлению «Использование информационных технологий в учебном процессе» победителями стали те факультеты и коллективы, которые в течение нескольких последних лет эффективно и последовательно осуществляли внедрение этих технологий в учебный процесс:

№ Название проекта Руководитель проекта Подразделение

1. Разработка и активное применение НИТ с целью интенсификации процесса обучения английскому языку

Пшегусова Г.С. каф. анг. яз. гум. фак-т

2. Образовательная интерактивная сеть для изучения немецкого и русского языков в режиме Тандем через Интернет

Биятенко-Колоскова С.Е.

каф. нем. яз.

3. ГИС учебного полигона Тамань Агарков Ю.В. геолого-географический факультет

4. Использование информационных технологий в спецкурсах, элективных и общих курсах кафедры общей и

Налбандян В.Б. химический факультет

12

неорганической химии

5. Информационное обеспечение отдельных математических курсов

Налбандян Ю.С. механико-математический факультет

6. Использование современных информационных технологий в учебном процессе при подготовке студентов экономических специальностей

Матвеева Л.Г. экономический факультет

По 2-му направлению: Представление в Банк программных продуктов РГУ готовых

электронных учебников, созданных сотрудниками РГУ в соответствии с учебными программами

№ Название проекта Руководитель проекта Подразделение

1 Учебник - Английский язык для гуманитариев

Числова А.С. каф. анг.яз. гум. фак-т

2 Электронный репетитор Щемелева Е.Ю. факультет филологии и журналистики

3 Электронный учебно-методический комплекс "Количественные методы в историческом исследовании"

Самарина Н.В. исторический факультет

4 Использование программного комплекса ACELAN для проведения лабораторных работ и студенческих научных расчетов

Белоконь А.В. механико-математический факультет

5 Интерактивный мультимедийный учебник "Теоретическая механика и механика сплошных сред"

Фомин Г.В. физический факультет

6 Электронный учебник "Инвестиционный менеджмент"

Матвеева Л.Г. экономический факультет

7 Многоуровневый электронный учебник по численным методам

Петровская Н.В. механико-математический факультет

8 Разработка интерактивного электронного учебника "Синхротропное излучение"

Солдатов А.В. физический факультет

13

По 3-му направлению: Разработка электронных учебников по различным предметам,

в соответствии с учебными программами

№ Название проекта Руководитель проекта Подразделение

1. Тактическая подготовка ВУС-094001 «Боевое применение наземных подразделений войсковой разведки»

Прядко В.Н. факультет военного обучения

2. Создание электронного учебника Органическая химия

Цупак Е.Б. химический факультет

3. Электронные курсы для гуманитарных факультетов: исторического, филологического, философии и культурологии, психологии, политологии и социологии, юридического, экономического

Числова А.С. каф. анг.яз. гум. фак-т

4. Основы теории колебаний. Физика колебаний и критические явления

Турик А.В. физический факультет

5. Электронный учебник по дисциплине "Объектно-ориентированное проектирование и программирование на С++"

Надолин К.А. механико-математический факультет

6. Разработка электронного учебника по курсу математического анализа, для мехмата РГУ (на 2004-2005 гг)

Коршикова Т.И.

механико-математический факультет

7. Электронный WEB учебник по курсу Общая геология

Агарков Ю.В. геолого-географический факультет

8. Учебный курс "История социологии" часть 1 Курбатов В.И. факультет социологии и политологии

9. Разработка учебного пособия "Регионоведение" для студентов университета

Волков Ю.Г. ИППК

10. Разработка учебного пособия по истории народов ЮГА России для студентов 1 курса отделения Регионоведение

Ермоленко Т.Ф. Регионоведение

11. Создание электронного учебника, охватывающего учебные курсы, читаемые на кафедре физической и коллоидной химии РГУ

Коган В.А. химический факультет

12. Разработка электронного учебника по курсу "Математическое моделирование в естественных науках" и электронного практикума

Юдович В.И. механико-математический факультет

13. Электронный учебник по курсу "Инженерная и компьютерная графика"

Гаврилова З.П. факультет высоких технологий

14

14. Разработка деловой компьютерной игры "Принятие финансово-хозяйственных решений с учетом суммарной налоговой нагрузки"

Дуканич Л.В. экономический факультет

15. Разработка системы тестового контроля на основе современной компьютерной технологии

Горянский В.Д. каф. русск. яз., Центр международных образов. программ

16. Мультимедийный учебник по криминалистике

Ракуц В.С. Юридический факультет

Следует отметить, что деньги были выделены на поддержку исполнителей проекта в качестве надбавки к заработной плате. Количество поддержанных участников – 131 человек.

Приведем принципы и критерии оценки представленных проектов, которыми руководствовались конкурсная комиссия и ректорат при подведении итогов. Прекрасно понимая, что объемы выплат по многим грантам не соответствуют современному уровню стоимости подобного рода работ, конкурсная комиссия при подведении итогов работала в условиях реально существующего грантового фонда конкурса в объеме 500 тысяч рублей. Для 46 заявок, поданных на конкурс, это совсем небольшая сумма. Проекты и заявки были разного уровня. Однако мы считали важным поддержать, в первую очередь, авторов готовых программных продуктов (2-е направление), чтобы иметь возможность с помощью патентного отдела обеспечить регистрацию представленных программных продуктов и использовать их, в дальнейшем, в учебном процессе.

Мы считали необходимым поддержать сотрудников тех факультетов и подразделений университета, которые в течение целого ряда лет активно развивают, внедряют и используют информационные технологии в обучении студентов. В приведенной таблице итогов конкурса эти подразделения представлены в разделе 1-го направления.

И, наконец, наиболее перспективное, на наш взгляд , 3-е направление – заявки на разработку новых программных продуктов.

При подведении итогов эксперты учитывали имеющиеся наработки авторов, востребованность будущего программного продукта, оригинальность подхода, реалистичность выполнения проекта. После жарких споров членов конкурсной комиссии было решено поддержать хотя бы по одному проекту от всех факультетов и подразделений, их представивших. Нам хотелось показать, пусть скромным финансированием, что данный проект заслуживает внимания и развития.

Сегодня мы можем посмотреть итоги выполнения проектов 3-го направления, которые размещены на странице

http://public.uic.rsu.ru/~tkachova/otchet.htm Не все авторы и коллективы сумели выполнить взятые на себя

обязательства одинаково успешно. Но для тех участников, кто активно работал над проектом и получил новые, интересные результаты, ректорат планирует в дальнейшем продолжить поддержку таких работ.

15

Подводя итоги прошедшего года в области развития информационных технологий в РГУ, можно с полным основанием сказать, что процесс идет активно, видны конкретные результаты и достижения. Но впереди нас ждут новые проекты и задачи, которые диктует стремительный темп развития современного информационного общества.

РАЗРАБОТКА КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНЫХ И КОНЕЧНО-РАЗНОСТНЫХ ПАКЕТОВ НА КОРПОРАТИВНОЙ КАФЕДРЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И ПРИКЛАДНОЙ МАТЕМАТИКИ РГУ , ТРТУ И ЮРГТУ

Белоконь А.В., Наседкин А.В., Никифоров А.Н., Соловьев А.Н., Сухинов А.И., Ткачев А.Н. Ростовский государственный университет, Таганрогский государственный технический университет, Южно-российский государственный технический университет nasedkin@math.rsu.ru

С 1999 года на конкурсной основе создан и успешно работает «Научно-образовательный эколого-аналитический центр системных исследований, математического моделирования и геоэкологической безопасности Юга России» (НОЦ Юга России). С 2003 года НОЦ функционирует на базе РГУ и ТРТУ. В 2004 году на базе трех ведущих вузов Юга России (РГУ, ТРТУ и ЮРГТУ) был создан Южный корпоративный университет, основной целью которого является концентрация материальных и интеллектуальных ресурсов трех университетов. Логическим развитием деятельности, связанной с созданием НОЦ и Корпоративного Университета, по мнению авторов, является проект создания корпоративной кафедры математического моделирования и прикладной математики.

Работы в направлении создания корпоративной кафедры была начата в начале 2005 года. Корпоративная кафедра базируется на кафедре математического моделирования РГУ, кафедре высшей математики ТРТУ и кафедре прикладной математики ЮРТУ. Общими в тематике исследований этих кафедр являются проблемы, связанные с математическим моделированием в научных и технических системах, вычислительной математикой и современным программным обеспечением научно-технических расчетов.

Так на кафедре математического моделирования был разработан конечно-элементный пакет ACELAN, предназначенный для решения разнообразных задач механики деформируемого твердого тела и пьезоэлектричества. Данный пакет основан на оригинальных моделях акустоэлектроупругости для расчета пьезоэлектрических устройств и содержит новые модели поляризации и вязкоупругости пьезокерамики. Кроме этого, пакет предоставляет и возможности обычного анализа упругих задач, а поэтому с успехом может использоваться в учебном процессе. Другой конечно-элементный пакет, ориентированный на расчет задач

16

электромагнетизма, создан и активно используется на кафедре прикладной математики ЮРГТУ. Естественно, что объединение усилий в разработке, поддержании и использовании в обучении этих двух родственных конечно-элементных пакетов в рамках корпоративной кафедры представляется органичным и перспективным.

В ТРТУ на кафедре высшей математики в последние годы велись междисциплинарные исследования, посвященные комплексному изучению и прогнозированию экосистемы Азовского моря. Были построены и исследованы новые трехмерные модели гидродинамики мелководных водоемов, разработаны мощные эффективные кончено-разностные алгоритмы и компьютерные программы. На основе данных моделей было предсказано существование устойчивых крупномасштабных гидродинамических структур течений (S-структур), имеющих замкнутый характер. Эти структуры играют роль гигантских природных ловушек для загрязнений, поступающих со стоком реки Дон из Таганрогского залива в восточную часть Азовского моря. Такие структуры получили экспериментальное подтверждение в процессе экспедиционных исследований.

На кафедре прикладной математики ЮРГТУ создан программный комплекс «VITECON» для моделирования распространения примесей в атмосфере промышленного региона, который учитывает неоднородность подстилающей поверхности, неизотермичность и влажность атмосферы и т.п. В сочетании с электронными картами местности этот программный комплекс может быть использован для сезонных и долгосрочных прогнозов загрязнений.

На кафедре математического моделирования РГУ проводятся исследования в области гидродинамики, математического моделирования переноса примеси в русловых потоках вязкой жидкости, численных методов и программирования. Разработана методика получения и исследования краевых задач, моделирующих распространение вещества в стационарном ламинарном потоке вязкой жидкости, а также численные методы их решения на основе метода конечных элементов.

Таким образом, в задачах гидродинамики, распространения примесей и вычислительной гидроаэромеханики имеются также близкие пересечения в направлениях научно-исследовательской деятельности трех базовых структур новой корпоративной кафедры математического моделирования и прикладной математики РГУ, ТРТУ и ЮРГТУ.

Изложенное выше позволяет ставить общие задачи по разработке на корпоративной кафедре новых многофункциональных и специализированных программных продуктов для моделирования физических процессов и технических систем.

17

О ПРИМЕНЕНИИ КОНЕЧНОЭЛЕМЕНТНЫХ ПАКЕТОВ В ЕСТЕСТЕВЕННО НАУЧНЫХ И СПЕЦИАЛЬНЫХ ДИСЦИПЛИНАХ ПРИ ПОДГОТОВКЕ СПЕЦИАЛИСТОВ ПО НАПРАВЛЕНИЯМ МАТЕМАТИКА , ПРИКЛАДНАЯ МАТЕМАТИКА И ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА

Белоконь А.В., Напрасников В.В., Скалиух А.С., Соловьев А.Н. Ростовский государственный университет, Белорусский национальный технический университет, Донской государственный технический университет soloviev@math.rsu.ru

В работе, на основе опыта преподавания ряда дисциплин студентам механико-математического факультета РГУ конструкторского факультета ДГТУ и студентам БНТУ, описано применение различных конечноэлементных пакетов (ANSYS, FlexPDE, ACELAN). Отмечены некоторые преимущества комплекса ACELAN по сравнению с перечисленными пакетами.

Основной математической моделью широкого класса задач механики являются краевые и начально-краевые задачи, такими же моделями описываются многие физические, химические, биологические и др. проблемы. Поэтому показ иллюстративного материала на лекциях и проведение практических и лабораторных занятий по курсам: математические модели естественных наук (ММЕН), строительная механика (СМ), вычислительная механика (ВМ), теория упругости (ТУ) и других, становятся особенно успешными, если в распоряжении лектора и слушателей имеется инструменты решения подобных задач. Одним из наиболее универсальных численным методом исследования этих задач является метод конечных элементов (МКЭ). В настоящее время имеется широкий набор программных продуктов реализующих МКЭ решения краевых и начально-краевых задач. Эти программные продукты можно условно разделить на "тяжелые", "средние" и специализированные, кроме этого в отдельную группу можно отнести программы типа MatLab, MathCad, Maple и др., в которых имеется огромный набор математических приложений, в том числе и МКЭ, реализованный для некоторых типов задач. Появившийся в последнее время пакет FEMLab, еще не достаточно описан в русскоязычной литературе.

ANSYS [1] - является лидером среди "тяжелых" пакетов по широте и универсальности. Несмотря на то, что в последнее время появилась литература на русском языке, в которой описаны основные этапы работы в этом пакете, англоязычный интерфейс и «Help», является одним из препятствий его широкого использования. Использование ANSYS в учебном процессе оправдано в курсах, в которых уделяется много времени изучению самого пакета, например, для слушателей специализирующихся в применении конечноэлементных (КЭ) методов расчета. В таких же курсах, как ММЕН для математиков, в которых основное внимание уделяется построению моделей рассматриваемых процессов, и КЭ пакет выступает в

18

роли одного из средств численного исследования модели применение ANSYS не целесообразно.

Несмотря на англоязычный интерфейс и «Help», к числу первых по сочетанию простоты использования и широте приложений относится FlexPDE [2]. Приобрести основные навыки его использования слушатели могут в течение одного, двух практических занятий. Примечательной особенностью FlexPDE является возможность определять континуальную модель (систему дифференциальных уравнений в частных производных, граничные и начальные условия) в процессе сеанса работы с пакетом, придавая различный смысл искомым функциям. Благодаря указанным возможностям, он нашел широкое применение в упомянутом выше курсе ММЕН.

В курсах СМ, ВМ и ТУ в которых объектами исследования выступают упругие тела, очевидно оправдано применение специализированных КЭ комплексов. В этих курсах у авторов имеется опыт применения специализированного КЭ комплекса ACELAN [3], предназначенного для расчета механических и электрических полей в составных упругих, пьезоэлектрических и акустических телах. С самого начала (1996 г., кафедра математического моделирования РГУ, руководитель А.В. Белоконь) ACELAN проектировался, как русскоязычный пакет, предназначенный для широкого круга пользователей: научных сотрудников, инженеров, студентов.

Рис.1.

В числе которых, могут быть пользователи, не обладающие навыками

программирования и не имеющие углубленных знаний в построении

19

математических моделей теории упругости, электроупругости и акустики. С этой целью в ACELAN был создан удобный графический русскоязычный интерфейс (рис. 1), поддерживающий многооконность. Переход из одного окна в другое с автоматическим выполнением функций каждого окна осуществляется по стрелочкам (рис.1 в правом верхнем углу).

Рис.2.

"Дружелюбный" интерфейс ACELAN позволяет достаточно просто строить области, задавать граничные условия, определять материальные свойства тел, составляющих конструкцию, проводить триангуляцию, осуществлять ее визуальный контроль, отправлять задачу на решение и просматривать результаты расчетов, с использованием цветовых и анимационных эффектов. Это иллюстрируется рис.2, на котором изображено окно препроцессора ACELAN при решении нестационарной задачи. Панели изображенные на этом рисунке позволяют пользователю в простой "интуитивно" понятной форме задать граничные условия, зависящие от времени. Эти и другие возможности определяют высокую эффективность использования ACELAN в учебном процессе.

У авторов имеется большой опыт применения КЭ пакетов в курсовом и дипломном проектировании студентами мехмата классических университетов и студентами технических университетов. Изложение этого опыта является предметом отдельной статьи.

20

Авторы выражают благодарность за успешное сотрудничество сотрудникам кафедры математического моделирования РГУ, коллегам по разработке комплекса ACELAN.

Список литературы 1) ANSYS. Theory Reference. Rel.7.0. Ed. P. Kothnke / ANSYS

Inc. Houston, 2003. 2) Gunnar Backstrom. Fields of Physics by Finite Element

Analysis Applications to Electricity, Magnetism, and Heat Using FlexPDE Version 3 // GB Publishing, 2002. 250 P.

3) Белоконь А.В., Наседкин А.В., Никитаев А.В., Петушков А.Л., Скалиух А.С., Соловьев А.Н. Новая версия пакета ACELAN для проведения расчетов пьезоизлучателей и пьезоприемников акустических волн // Пьезотехника-2002. Межд. научно-пракич. конф. "Фундамент. пробл. пьезоэлектрич. приборостроения". Тверь, 17-21 сент. 2002г. Сб. докл. Тверь: ТвГУ, 2002. С. 171-179.

РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ КОНВЕКЦИИ-ДИФФУЗИИ

Андреева Е.М. Ростовский государственный университет, ЮГИНФО andreeva@rsu.ru

Огромную роль в современной науке играет математическое моделирование. Сущность математического моделирования заключается в замене объектов и процессов реального мира их «образами» - математическими моделями и дальнейшем изучении модели с помощью реализуемых на компьютере вычислительно-логических алгоритмов. Такой подход сочетает в себе многие достоинства, как теории, так и практики.

Основу математического моделирования составляет триада: модель-алгоритм-программа. На первом этапе вычислительного эксперимента выбирается или строится модель исследуемого объекта. Второй этап связан с выбором или разработкой вычислительного алгоритма для реализации модели на компьютере. А на третьем этапе создается программное обеспечение. При создании адекватного вычислительному эксперименту программного продукта нужно учитывать важнейшую специфику математического моделирования, связанную с использованием ряда (иерархии) математических моделей, многовариантностью расчетов в рамках фиксированной математической модели. Это подразумевает широкое использование комплексов и пакетов прикладных программ, разрабатываемых, в частности, на основе объектно-ориентированного программирования. Здесь уже нельзя обойтись решением одного варианта

21

программы на компьютере, необходимо иметь возможность легко менять входные параметры для многократного решения подобных задач.

Программное обеспечение вычислительного эксперимента базируется на использовании комплексов и пакетов прикладных программ. Комплекс программ предназначен для решения близких по своей математической природе задач из одной предметной области. Он включает в себя библиотеку программных модулей (в большей или меньшей степени независимых), из которых комплектуются рабочие программы. В комплексах прикладных программ сборка программ из модулей осуществляется вручную.

В пакетах прикладных программ для сборки используются системные средства компьютера, что позволяет в значительной степени автоматизировать этот процесс. Пакеты прикладных программ, рассматриваемые как технология решения задач в рамках вычислительного эксперимента, позволяют наиболее эффективно использовать накопленные программные продукты, резко поднять производительность труда программиста.

Затем в цикле вычислительного эксперимента проводится серия расчетов на компьютере при изменении тех или иных параметров задачи. Полученные данные могут представляться с помощью таблиц и графиков.

На этапе анализа результатов становиться ясным, удачно ли выбрана математическая модель, ее вычислительная реализация.

Моделирование различных процессов в движущихся средах приводит к необходимости решать уравнения конвекции - диффузии, содержащие первые производные. Если конвективные члены в уравнении преобладают, то это означает, что в задаче присутствует малый параметр. При аппроксимации таких задач методом конечных разностей или методом конечных элементов получаются системы линейных алгебраических уравнений (СЛАУ) с несимметричной матрицей, у которых норма несимметричной части значительно больше нормы симметричной ее части, то есть у СЛАУ отсутствует диагональное преобладание. Для решения такого класса задач необходимы специальные численные методы, поскольку большинство базовых итерационных методов для них не применимы. Данная работа посвящена созданию пакета прикладных программ, который позволит быстро и эффективно решать системы линейных алгебраических уравнений с сильно несимметричными матрицами, возникающими при аппроксимации задач, описываемых уравнениями математической физики.

Разработанный ППП включает два основных блока функциональную и сервисную части. Функциональная часть содержит итерационные методы решения СЛАУ с сильно несимметричными матрицами, которые будут использованы как сглаживатели в многосеточном методе. Сервисная часть пакета содержит модуль графического отображения полученных данных.

Комплекс предназначен для решения стационарной задачи конвекции-диффузии

F)y(Qu)yQux(Bu)x(Bu21

)yyuxxu(Pe1

=+++++

22

( ) 0y,xu D =∂ в области D=[0,1]×[0,1]. Для аппроксимации данного

дифференциального уравнения используется метод конечных разностей с центрально-разностной аппроксимацией первых производных.

Комплекс позволяет решать полученную в результате аппроксимации СЛАУ с несимметричной диссипативной матрицей, используя треугольные кососимметричные итерационные методы, а так же многосеточный метод, в котором в качестве сглаживающей процедуры можно выбрать треугольные кососимметричные методы или стандартные сглаживатели (метод Гаусса-Зейделя, Якоби, Ричардсона). Особенностью треугольных методов является то, что они не требуют диагонального преобладания для исходной матрицы, что достигается специальным выбором итерационного оператора, использующего только кососимметричную часть исходной матрицы. Расчеты можно проводить на различных сетках, для различных малых параметров

Pe/1=ε , так же необходимо ввести итерационный параметр τ , вектор скорости движения среды ))y,x(Q),y,x(B(=V

r

и точное решение, для построения правой части решаемого уравнения.

При проведении численных экспериментов вектор скорости движения среды может задаваться с помощью постоянных, линейных, с разделяющимися переменными и быстроменяющихся коэффициентов.

При использовании многосеточного метода требуется указать сглаживающую процедуру и количество сглаживающих итераций.

С помощью выводимых данных пользователь получает возможность оценить эффективность применяемых методов для решения поставленной задачи. Для оценки эффективности сглаживающей процедуры многосеточного метода рассчитывается «величина сглаживания», введенная Хакбушем Lσ .

Созданный ППП может быть применен исследователями, изучающими процессы переноса тепла с большими числами Пекле, течения Навье-Стокса с большими числами Рейнольдса , задачи магнитной гидродинамики с большими числами Хартмана и др.

Для работы с конкретным прикладным пакетом пользователь должен изучить состав функционального наполнения ППП и класс решаемых с его помощью задач, правила работы с пакетом, язык запросов.

Эти требования создают трудности в освоении и использовании прикладного пакета, особенно для пользователей-непрограммистов. Большую помощь в упрощении использования данного пакета может оказать диалоговый интерфейс между пользователем и программным обеспечением пакета. Диалог позволяет самостоятельно ставить и решать «стандартные» задачи из предметной области пакета.

23

ПОСТРОЕНИЕ БИБЛИОТЕЧНОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ВУЗА

Арефьев М.Ю., Гордеев Д.Ю., Дашко Ю.В., Кузнецова И.С., Трегубов А.В. Институт Управления, Бизнеса и Права, Ростов-на-Дону itlab@iubip.ru

Неотъемлемой частью современного образовательного учреждения является его автоматизированная библиотечная информационная система.

В настоящий момент рынок автоматизированных информационно-библиотечных систем представлен как универсальными системами (ИРБИС, РУСЛАН, и т. п.), предназначенными для библиотек любого профиля, так и программными решениями, разработанными для конкретных библиотек. Необходимость индивидуальных разработок возникает в связи со слабой ориентацией предлагаемых программных продуктов на возможную специфику различных видов библиотек, в частности, библиотек вузов.

Современная электронная библиотека образовательного учреждения не может ограничиваться функциями управления электронными каталогами, а должна решать задачу комплексной автоматизации библиотеки на основе моделирования бизнес–процессов организации, применения современных информационных подходов, интеграции библиотечной системы в общую информационную систему управления Вузом.

Поэтому в ИУБиП, в рамках проекта организации распределенной информационной образовательной среды ИУБиП осуществляется разработка информационной библиотечной системы, изначально интегрированной в систему управления Вузом. Под распределенной информационной образовательной средой управления вузом можно понимать автоматизированную систему управления административно-хозяйственной, финансовой, учебной и научной деятельностью российского вуза.

Архитектура всего решения имеет следующую структуру:

• на нижнем уровне находятся общесистемные данные (единое информационное хранилище) - информация о пользователях всех систем, организован доступ к общим справочникам информационной системы.

• над общими данными находятся приложения, формирующие бизнес-логику. Приложения работают независимо друг от друга, поскольку общая информация хранится на нижнем уровне, доступном всем приложениям;

• интерфейсы всех систем сводятся в едином портале и представляются в едином интерфейсе пользователя;

• пользователь получает доступ ко всем системам через веб-браузер, что обеспечивает единую авторизацию и привычность интерфейсов.

Разработка и внедрение производится модульно. При этом относительно небольшой объем трудозатрат позволяют снизить риски, связанные с разработкой, а накопленный опыт может быть использован при разработке последующих модулей. Кроме того, данный подход позволяет при необходимости ускорить разработку несвязанных модулей путем

24

привлечения дополнительных разработчиков для параллельной работы над несколькими модулями.

Электронная библиотека как равноправный модуль информационной системы вуза напрямую взаимодействует с информационным хранилищем. Получение библиотекой необходимой информации из централизованного хранилища значительно уменьшает количество необходимых связей библиотеки с подразделениями, что может повысить эффективность взаимодействий.

При интеграции в организационную структуру управления необходимо рассматривать функциональные требования к информационной библиотечной системе, обусловленные делопроизводством вуза и взаимодействиями библиотеки с филиалами и внешними организациями.

Подсистема библиотечного учета должна обеспечить выполнение следующих функций: ведение данных по библиотечному фонду (учет поступлений, списания и замены литературы); ведение данных по выдаче единиц библиотечного фонда читателям (поддержку электронного каталога библиотеки с возможностью поиска и заказа литературы); ведение информации о связи имеющихся единиц библиотечного фонда с учебными программами; подготовка выборок и сводок по наличию и использованию библиотечного фонда.

Разработанный программный комплекс «IBMLLibrary» (Электронная библиотека ИУБиП) является типовым многоуровневым Web-приложением: браузер – Web-сервер (IIS 5.0) - сервер бизнес логики (модули на основе ASP.NET) – сервер данных (MS SQL Server 2000).

В системе предусмотрено разграничение прав доступа для следующих групп пользователей библиотеки: студент, преподаватель, заведующий кафедрой, библиотекарь, администратор. Возможен также гостевой доступ с правами поиска литературы в электронных каталогах библиотеки.

Студент становится участником следующих бизнес-процессов: использование многокритериальной поисковой системы (по автору книги, названию, издательству, виду издания, УДК, ISBN, по ключевым словам, по изучаемым дисциплинам и т.п.), электронный заказ книг с возможностью удаления единиц из заказа, просмотр читательского формуляра.

Преподаватель помимо перечисленных функций имеет возможность добавлять комментарии к информации о книге, пополнять список ключевых слов для поиска книги, «прикреплять» книги к изучаемым дисциплинам, формировать перечень учебной литературы для приобретения, отправлять сформированные списки на утверждение заведующему кафедрой, получать отчеты об обеспеченности его курсов учебной литературой и др.

Заведующему кафедрой доступен более широкий спектр отчетов и управление закупками литературы по кафедре (визирование или отклонение заявок преподавателей с электронными комментариями).

Наиболее полнофункциональным является рабочее место библиотекаря. Оно включает в себя следующие приложения:

25

• система учета поступлений (формирование каталога), замены и списания;

• работа с актами поступления, замены, списания; • инвентаризация библиотечного фонда; • формирование каталожных карточек на бумаге; • система регистрации книговыдачи; • система поиска по каталогу и заказа литературы; • управление заявками на закупку литературы по всем факультетам; • формирование отчетов о состоянии библиотечного фонда. Все материалы, требующие распечатки преобразуются в файлы формата

MS Word, при помощи компонента Crystal Reports. Являясь интегрированным элементом распределенной образовательной

среды ИУБиП программный комплекс «IBMLLibrary» предъявляет повышенные требования к вопросам безопасности, и требует таких же мер защиты, как и остальные модули. Обеспечение необходимого уровня безопасности осуществляется комплексным подходом, включающим вопросы администрирования, фильтрацию вводимых данных, контроль данных сессии, контроль производимых изменений и реализация механизма их отмены.

В качестве среды разработки ПО была использована Microsoft Visual Studio.NET и язык программирования С#. Для управления версиями применялась система Visual Source Safe 6.0. В качестве методологии проектирования системы использовался подход ICONIX.

О ПРОБЛЕМАХ, ВОЗНИКАЮЩИХ НА ЗАВЕРШАЮЩЕЙ СТАДИИ РАЗРАБОТКИ ОБУЧАЮЩИХ ПРОГРАММНЫХ СИСТЕМ И МЕТОДАХ ИХ РЕШЕНИЯ

Багдасарян А.Л., Хаишбашев А.В. Ростовский государственный университет, ЮГИНФО angela@rsu.ru, armenak@rsu.ru

Наш большой проект под названием «THE SPIRIT OF THE PREPOSITION» подошёл к концу. На завершающем этапе, была реализована комплексная система защиты от несанкционированного использования обучающей системы, написан блок статистики, разработан модуль, в котором даётся теория употребления предлогов в английском языке, составлен и реализован в виде отдельного модуля специальный словарь предлогов, произведены тестирование и отладка, как отдельных модулей, так и всего комплекса в целом, разработан дизайн оформления диска и произведён выпуск небольшой первоначальной партии.

В первом случае мы постарались максимально реализовать на практике те идеи, которые были изложены нами в [1]. В коды модулей, отвечающих за отдельные задачи-темы и представляющих собой, вообще говоря, самостоятельные программные единицы, была зашита проверка того,

26

автономно они запускаются или вызываются из главного модуля-меню. Сделано это с целью дополнительной защиты авторских прав создателей системы. В случае автономного запуска их работа блокируется, а пользователю предлагается запустить главный модуль-меню обучающей системы, что становится возможным только после установки всей программы на жёсткий диск, в процессе которой осуществляется её регистрация. Информация о результатах регистрации помещается в специальный файл. Если этот файл удалить или изменить, то программа сразу обнаружит это и попросит провести регистрацию повторно. В процессе регистрации требуется провести аутентификацию на сервере разработчика www.rsu.ru/~english, для чего машина, на которой производится установка программы, должна быть подключена к Internet. Если подключения нет или оно оборвётся до истечения процесса аутентификации, то процесс инсталляции будет прерван и его понадобится осуществить повторно. Лицензия позволяет использовать обучающую систему только на одном компьютере, т.е., человек, приобретший один CD-ROM, сможет легально установить с него обучающий курс только на один конкретный ПК. Вместе с тем, никаких технических методов защиты в этом смысле не применяется, так же как не используется никаких защит от копирования самого CD. Просто каждый конкретный компакт-диск имеет специальную сигнатуру, которая передаётся на сервер в процессе инсталляции программы. Если одна и та же сигнатура появилась в регистрационной информации пользователей дважды, значит, есть повод для разбирательства. И хотя мы не привязываем никаких аппаратных характеристик компьютера к процессу работу программы, тем не менее, благодаря свойствам объекта System.capabilities мы кое-что об этих характеристиках знаем и при большом желании можем вполне вычислить «нарушителя» по ip-адресу и другим параметрам его компьютера. В принципе никто нам не мешает действовать по принципу Microsoft и организовать «черный» список серийных номеров, выдающихся в процессе аутентификации на основе регистрационной информации по специальному алгоритму. Кроме того, если в процессе разбирательства факта неоднократного повторения у пользователей одной и той же сигнатуры, разработчики приходят к выводу о том, что появилась «пиратская» копия продукта с данной сигнатурой, то дальнейшая выдача серийных номеров для этого диска прекращается. Таким образом, в полном соответствии с российским и международным законодательством, наказываются как покупатели «нелегальных копий», так и покупатель первой легальной копии, допустивший выход в свет копий продукта, не санкционированных обладателем авторских прав.

Англо-русский словарь наиболее употребительных предлогов реализован в виде набора клипов и может рассматриваться как отдельный продукт. Такой подход позволил использовать отдельные модули-клипы словаря из других модулей обучающей системы без обращения к главному модулю, представляющему собой изящное меню, изображённое в виде

27

клавиатуры. Внутри самого словаря помимо возможности перехода к главному меню имеются перекрёстные ссылки.

Большой труд вложен и в разработку модуля статистики. Надо сказать, что здесь, как и везде, совершенству нет предела. Вполне возможно, что в следующей версии продукта подход к решению проблемы сбора и фиксации результатов прохождения обучения будет изменён. Здесь тоже очень много своих тонкостей. Одна из них заключается в том, как сделать так, чтобы обучаемый не имел возможности подделать результаты выполнения упражнений. В настоящее время реализован следующий механизм. В каждом упражнении имеется некоторое количество вопросов, на которые необходимо ответить. В результате выполнения упражнения модуль, реализующий его, передаёт в главный модуль программы информацию о количестве правильных ответов. Если учащийся выйдет из главного меню, не обратившись к модулю статистики, то обучающая система считает, что он вернётся к работе над программой в следующий раз, и сохранит имеющиеся результаты в специальном файле в зашифрованном виде. Срок хранения таких файлов может быть настроен через дополнительное меню обучающей системы. Как только пользователь начинает работу с программой, то первое, что ему предлагается сделать – так это ввести своё полное имя и присвоить себе входное имя (login). Если в вышеописанном файле будет найдено указанное входное имя, то система сообщит обучаемому, что он уже выполнил конкретные упражнения и предложит ему выполнить остальные задания и получить общую оценку, обратившись к модулю статистики. При обращении к модулю статистики формируется сводная таблица результатов по данному входному имени с выставлением среднего бала за каждое упражнение. Так, например, если в упражнении было 10 вопросов, и на девять из них были даны правильные ответы, то средний бал за это упражнение будет равен 0,9. Поскольку общее количество заданий равно 8, то и максимально возможный бал при отсутствии ошибок во всех упражнениях равен этому же числу. По результатам обучения может быть распечатан специально разработанный сертификат с указанием результатов выполнения упражнений и полного имени обучаемого.

Остаётся добавить, что как сама обучающая система, так и программа установки реализована средствами FLASH MX 2004 с привлечением некоторых дополнительных технологий. При работе с внешними файлами существенно использовались объекты класса SharedObject. Печать осуществляется методами класса PrintJob.

Список литературы 1. Багдасарян А.Л., Хаишбашев А.В. О некоторых подходах к разработке

защиты программных продуктов от несанкционированного копирования или о том, как мы ломали защиту законно купленной программы. // Тезисы докладов научно-методической конференции «Современные информационные технологии в образовании: Южный федеральный округ», Ростов-на-Дону, 2003, с. 27-31

28

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ БИБЛИОТЕЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫМИ РЕСУРСАМИ ЗНБ РГУ В ОБЕСПЕЧЕНИИ УЧЕБНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА УНИВЕРСИТЕТА

Березовский А. М. Ростовский государственный университет, ЗНБ bam@lib.rsu.ru

В целях повышения эффективности использования библиотечно-информационных ресурсов в процессе подготовки специалистов необходимо дальнейшее совершенствование деятельности научной библиотеки РГУ для обеспечения качественно нового уровня доступности всех видов информации студентами и преподавателями университета: создание открытой системы доступа к библиотечным фондам, внедрение новых корпоративных и информационных сервисов, в том числе взаимодействие с библиотеками других вузов и корпораций. Указывается ряд факторов объективно сдерживающих эффективность работы библиотеки в информационной поддержки учебного процесса в РГУ.

Возможность устранения этих факторов носит трудоёмкий процесс, требует высокой профессиональной подготовки исполнителей и большого объёма рабочего времени. Существенную помощь в их разрешении может оказать разработка соответствующей аналитической информационной системы, встроенной в общий Интегрированный Информационный Комплекс РГУ (ИИК РГУ), куда, в принципе, должна была бы быть встроена и система АСУ университета.

Автоматизированная библиотечно-информационная система (АБИС) МАРК-SQL имеет широкие возможности по автоматизации процессов комплектования, обслуживания читателей, оценке использования фондов. Но для того, чтобы предоставленные АБИС средства могли использоваться в решении учебно-образовательных задач, необходима интеграция обслуживаемых АБИС массивов с информационными массивами ИИК и АСУ, которые практически не взаимодействуют в автоматизированном режиме. Интеграция АБИС в ИИК представляется качественно новой задачей и требует разработки оригинального программного обеспечения и методической поддержки. Разработка аналитической информационной системы университета, как одного из модулей ИИК, направлена на решение данной задачи.

Существующие АБИС являются системами общего назначения и функционально ориентированы на обслуживание универсального контингента пользователей библиотеки. В университете основными категориями пользователей библиотеки являются:

- студенты и преподаватели, организованные вузом в единую систему и связанные информационными и управляющими потоками; - руководство университета, для которого библиотека является одним из основных средств достижения основной цели – предоставления качественного образования;

29

- Ряд функций, необходимых для взаимодействия библиотеки с подразделениями вуза, выходит за рамки АБИС: - обеспечение библиотеки информацией об учебном процессе, доступной через ИИК – АСУ; - обеспечение обмена информацией об учебном процессе и литературе между учебными подразделениями, преподавателями и библиотекой; - обеспечение учебных подразделений, преподавателей и студентов комплексной информацией по учебному процессу, полученной на основе анализа данных ИИК - АСУ и АБИС. Для реализации этих функций необходимы следующие модули АИС. 1) Подсистема взаимодействия АБИС с ИИК – АСУ университета. 2) Подсистема сбора и обработки информации от учебных

подразделений. 3) Подсистема сбора и анализа статистических данных и ИИК – АСУ

университета. В докладе рассматриваются функции, которые должны выполнять

подсистемы АИС. В целом непрерывное использование на всех уровнях управления

информационных и управляющих потоков, формируемых АИС, включая самоконтроль студентов и преподавателей, позволит планомерно повышать качество учебного процесса в университете.

Поскольку ИИК университета построен на основе СУБД Oracle, то она и АБИС МАРК-SQL открыты на уровне SQL – запросов и реализация функций возможна на основе использования БД этих систем, однако требует оригинального программного обеспечения.

Для решения указанных задач необходима: - разработка входных и выходных форм, пользовательских и программных интерфейсов для помещения в АБИС информации и представления результатов статистической обработки информации для студентов, преподавателей и руководителей учебных подразделений (зав. кафедрой, декан, ректорат); - разработка программных и пользовательских интерфейсов для организации обмена информацией БД АБИС и БД ИИК-АСУ; - организация обработки получаемых массивов данных в соответствии с рассмотренными задачами информационной поддержки учебного процесса, что требует поведения соответствующих прикладных исследований и создания организационных и методических документов. Для реализации всего вышесказанного необходим комплекс

мероприятий, обладающих признаками взаимообусловленности и взаимозависимости.

1) Разработка и утверждение требований к содержанию и распределению управления информационными потоками в вузе, необходимыми для обеспечения взаимодействия библиотечно-

30

информационного комплекса с другими подразделениями университета и преподавателями в целях информационной поддержки учебного процесса.

2) Создание аналитической информационной системы (АИС) для повышения эффективности использования информационных ресурсов библиотеки в учебном процессе, оперативного анализа потока читательских заказов и оптимального формирования библиотечных фондов в условиях недостаточного финансирования.

3) Организация открытого доступа к фондам библиотеки на основе модернизации системы обслуживания читателей.

4) Внедрение единой автоматизированной библиотечной информационной системы для филиалов ЗНБ РГУ и РГУ.

5) Формирование электронной библиотеки РГУ. 6) Последовательная переподготовка преподавательского и

библиотечного персонала ЗНБ РГУ, направленная на использование современных информационных и коммуникационных технологий в практике.

Эти мероприятия реализуются за счёт совершенствования системы управления библиотечно-информационными ресурсами по следующим направлениям:

1) Обслуживание читателей в режиме автоматизированной книговыдачи, контроля сроков выдачи, выявлении и оповещении должников, удалённого электронного заказа литературы и контроль его выполнения, ведение электронных очередей на литературу и т.д.

2) Управление фондами с использованием средств автоматизации (мониторинг спроса на литературу, автоматизированная инвентаризация, дифференциация режимов доступа читателей к изданиям).

3) Расширение и совершенствование корпоративных информационных сервисов (корпоративная каталогизация, электронная доставка документов, межбиблиотечный абонемент).

4) Организация автоматизированного взаимодействия библиотеки с учебными подразделениями для оперативного получения информации о рекомендуемых преподавателями изданиях, потребностях кафедр в их приобретении, структуре учебных планов (распределение учебных курсов по времени преподавания, контингент студентов и т.д.), доступности для студентов и преподавателей дополнительных (не обслуживаемых библиотекой) источников информации по изучаемым дисциплинам (собственные фонды и прочие информационные ресурсы кафедр, Интернет и другие внешние источники).

5) Прогнозирование потенциального спроса на литературу по различным учебным дисциплинам и координации управления фондами.

6) Предоставление читателям средств поиска информации по учебным дисциплинам и изучаемым в них вопросам на основе сопоставления изданий с конкретными учебными дисциплинами, их ранжирования по степени полезности при изучении материалов дисциплин (с точки зрения

31

преподавателей), сведений о наличии дополнительных источников информации.

7) Мониторинг обобщённых показателей использования всего объёма библиотечных ресурсов студентами и преподавателями для планирования размещения фондов и определения режимов доступа читателей к изданиям, а также оценки эффективности приобретаемой литературы.

8) Обеспечение руководства университета, деканов, заведующих кафедр, методами контроля качества информационного обеспечения учебного процесса на основе анализа данных мониторинга.

9) Организация системы открытого доступа читателей к фондам библиотеки.

10) Переподготовка персонала библиотеки, преподавателей и сотрудников аппарата управления университета в области использования новых информационных и коммуникационных технологий и инновационных методов управления.

Совершенствование управления библиотечными информационными ресурсами будет содействовать не только повышению качества образовательного процесса, но и культурно-образовательной деятельности университета.

ОПИСАНИЕ СИСТЕМЫ ОПЕРАТИВНОГО ВЫЯВЛЕНИЯ ПРОБЛЕМ В РАБОТЕ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СЕТЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДОВ СТАТИСТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

Березовский А. Н. Ростовский государственный университет, ЮГИНФО and@rsu.ru

В настоящее время в работе значительного числа предприятий и организаций все большую роль играют средства коммуникации. К таким средствам относятся и сети передачи данных. Одной из основных задач при эксплуатации сетей является обеспечение ее непрерывной, нормальной работы.

К сожалению, полностью устранить появление неполадок в работе сети не представляется возможным. Поэтому для обеспечения нормальной работы сети используются системы, позволяющие оперативно выявлять (и, следовательно, устранять) возникающие проблемы.

Такие системы должны определять как можно большее число видов сетевых проблем, но при этом свести к минимуму количество ложных срабатываний, нагрузку, создаваемую на компоненты сети и объем работ по развертыванию и обслуживанию самой системы. И конечно, одним из самых важных параметров работы является быстрота выявления возникающих неполадок.

В настоящее время существует достаточно много программных разработок такого рода, однако все они не лишены определенных

32

недостатков. Самые простые из них способны определять сравнительно небольшой класс сетевых проблем, таких как перегрузка канала передачи данных, либо его “падение”. Методы, применяемые этими программными пакетами не в состоянии выявить незначительные изменения в распределении сетевого траффика, которые соответствуют значительно более широкому спектру встречающихся сетевых проблем, таких как неполадки в работе ресурсных серверов, проблемы конфигурации и частичный отказ оборудования.

Системы, основанные на более сложных алгоритмах обнаружения сбоев, например, с использованием сценариев проблемных ситуаций, требуют создания и ведения специальной базы данных сценариев сетевых проблем и правил их обнаружения. Это требует наличия в штате организации специалиста по работе с такими базами и ощутимо повышает стоимость инсталляции и обслуживания систем данного класса. От подобных недостатков, а именно, из-за невозможности достаточно точно задать первоначальные сценарии проблемных ситуаций в работе сети, страдают также системы, базирующиеся на алгоритмах искусственного интеллекта.

Одной из целей работы, выполняемой автором, является разработка алгоритмов оперативного выявления проблем в работе сетей передачи данных в автоматическом режиме, основанных на методах статистического анализа и их программная реализация. Автор считает, что их применение позволит создать систему, лишенную перечисленных выше недостатков и, возможно, добавит системе дополнительную функциональность.

Подход с использованием методов статистического анализа не является новым. Уже достаточно давно экспериментально было показано, что эти методы могут быть использованы для обнаружения некоторых видов сетевых проблем [1,2,3]. Однако, до последнего времени их применимость ограничивалась в основном обнаружением неполадок на крупных магистральных каналах, либо анализом долговременного изменения характеристик работы телекоммуникационной сети с целью прогнозирования ее дальнейшего развития.

Прежде всего, это связанно с характером изменений основных параметров работы сети. Так, для каналов локальной сети изменение в течение небольшого промежутка времени значения некоторых из параметров работы (например, доли используемой пропускной способности) в довольно большом диапазоне есть абсолютно нормальное явление. Поэтому, для получения более стабильной картины приходится либо ограничиваться анализом состояния крупных магистральных каналов, для которых нет подобного разброса значений, либо рассматривать усредненные значения за некоторый достаточно большой интервал времени, что приводит как минимум к снижению оперативности обнаружения неполадок, а как максимум – к невозможности определения некоторых классов неисправностей.

В разработанном автором алгоритме анализируемые данные усредняются за достаточно небольшой промежуток времени, что позволяет

33

оперативно обнаруживать возникающие неисправности в работе сети. Для уменьшения неизбежно увеличивающегося в этом случае числа ложных сигналов о возникающих проблемах используются специальные методы, основанные на анализе продолжительности сигнала об аномальной ситуации и анализе зависимостей между значениями различных характеристик работы сети передачи данных.

Рассмотрим схему работы алгоритма подробнее. Первоначальная задача – сбор информации о параметрах работы сети. Основными из этих параметров являются объем переданной через каналы сети информации, количество ошибок возникших при передаче данных, общее количество переданных пакетов, количество пакетов с неизвестным номером протокола верхнего уровня, количество фрагментированных пакетов и т.п. Для получения величин этих параметров используется протокол SNMP, поддерживаемый большинством сетевых устройств. Кроме того, для обнаружения некоторых классов проблем необходим анализ заголовков пакетов. Для получения этой информации используются данные, экспортируемые по протоколу Netflow для маршрутизаторов фирмы Cisco Systems и собственное, разработанное при участии автора решение – для других типов маршрутизирующих устройств [4]. Данные собираются каждые 15 секунд.

Следующим этапом является обнаружение подозрительных изменений полученных значений. Для этого используется математическая модель нормальной работы сети, в которой значения параметров состоят из следующих трех составляющих:

Y(t) = f(t)+g(t)+ε(t), где f(t) - тренд, медленно меняющаяся во времени функция,

характеризующая изменения, связанные с развитием сетевой инфраструктуры;

g(t) - периодическая составляющая, которая может быть описана конечным рядом Фурье и характеризующая изменения, связанные с суточными и недельными колебаниями пользовательской активности;

ε(t) - случайная последовательность, относительно которой делается предположение о равенстве нулю ее математического ожидания М[ε(t)]=0 и с дисперсией σ2=σ2(t), посчитанной на основе предыдущих данных с учетом времени суток и дня недели.

Первые два параметра исключаются из рассмотрения, а значение случайной составляющей считается аномальным, если ее модуль в 2 раза больше, чем среднеквадратическое отклонение [5].

Если случайная составляющая значения некоторого параметра работы сети оказывается аномальной, то генерируется сообщение об обнаруженной аномалии, которое передается на вход специальному фильтру. Этот фильтр принимает окончательное решение о генерации сообщений о проблемах в работе сети. Его использование позволяет отсеивать большинство ложных срабатываний, анализируя информацию о продолжительности генерации

34

сообщений об аномальных значениях параметра и учитывая взаимосвязь между различными параметрами работы сети. Так, например, единичное сообщение об аномальной загрузке канала не приведет к генерации сообщения о проблеме в сети, если оно не будет сопровождаться соответствующим сигналом для параметра, характеризующего количество переданных по каналу пакетов.

Созданный авторами программный комплекс, реализующий описанный алгоритм, развернут в сети Ростовского Государственного Университета. Тестирование показало, что его использование позволяет оперативно (в течение нескольких десятков секунд) обнаруживать около 85% фиксируемых проблем в работе сети. При этом количество ложных срабатываний составляет около 0,08% от общего количества проверок.

Список литературы: 1) F. Feather, R Maxion. Fault detection in an ethernet network using

anomaly signature matching, Proceeding of ACM SIGCOMM, Vol. 23, No. 4, pp. 279-288, 1993

2) R.E. Moore, Problem detection, isolation and notificaton in systems network architecture. Proceeding of IEEE INFOCOM, Vol. 1, pp. 377-381, 1986

3) R. Maxion, A case study of ethernet anomalies in a distributed computing environment. IEEE Transactions on Reliability, Vol. 39, No. 4, pp. 433-443, 1990

4) Букатов А.А., Шаройко О.В. Программный комплекс учета загруженности информационных каналов ip сетей сложной топологии, Тез. докладов Международной конференции ТЕЛЕМАТИКА'2001, Санкт.-Петербург, 2001

5) Бугай А.И., Калинина Э.В., Ретинская И.В., Скуратов А.К. Моделирование некоторых характеристик научно-образовательных сетей методами математической статистики. Труды Всероссийской научно – методической конференции Телематика, 3- 6 июня 2002 года, Санкт–Петербург, изд-во СПбГТУ, с. 213- 214, 2002

ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ИНТЕРАКТИВНАЯ СЕТЬ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ НЕМЕЦКОГО И РУССКОГО ЯЗЫКОВ В РЕЖИМЕ ТАНДЕМ ЧЕРЕЗ ИНТЕРНЕТ

Биятенко-Колоскова С.Е. Ростовский государственный университет loreley@mis.rsu.ru

Данный проект получил грант в конкурсе РГУ по развитию и внедрению информационных технологий в процесс обучения, 1-е направление «Использование информационных технологий».

Реализация данного проекта очень актуальна, т.к. Министерство образования и науки РФ уделяет большое внимание участию российских вузов в обучении русскому языку студентов и специалистов стран Европы, особенно Германии. Постоянное расширение и укрепление научных,

35

образовательных, экономических и культурных связей с Германией является важным стимулом для совершенствования владения немецким языком российских студентов и молодых специалистов.

Германо-Российский Форум под руководством бывшего посла Германии в Москве г-на Александра фон дер Габленца проводит активную работу по расширению контактов между школами Германии и России, первой предпосылкой которой является владение русским и немецким языками. 2004 –как Год Немецкой Культуры в России, был насыщен массой мероприятий в культурной и научной сферах.

На открытии Дней Немецкой Культуры в г. Ростове-на-Дону посол Германии в Москве г-н Фридрих фон Плётц также остановился на проблеме совершенствования владения языками, награждал школьников – победителей школьных олимпиад по немецкому языку.

Данный проект основывается на аутентичной коммуникации с носителями языка, речевая деятельность которых служит моделью для партнера.

В проекте приняли участие 11 студентов 4-го курса отделения международной журналистики РГУ и такое же количество из Рурского университета г. Бохума (ФРГ)

РГУ: Алексеева Я., Волкова А., Ворошилова О., Воронин А., Грачева Е., Кулиш Т., Матвиенко И., Петренко В., Чижова Н., Мягкова Н.

Бохум: Рона Линке, Ив Патчерфелод, Фабиан Торн, Юлия Кёлер, Александр Бёлинг, Николетта Бек и др.

Руководитель проекта в Бохуме г-жа Вера Жаке. Студенты из Германии изучают славистику и политические науки. Эта модель изучения немецкого и русского языков Тандем разработана

в Бохуме, т.к. координатор международной сети изучения иностранных языков через Интернет г-н Хельмут Браммертс возглавляет Центр изучения иностранных языков через Интернет.

Для студентов нашего университета вначале были прочитаны вводные лекции, содержащие теоретические основы изучения языка в Тандеме, а затем рекомендованы методические указания для этого вида обучения. Вся работа проходила под методическим руководством преподавателей-консультантов: проф. С.Е. Биятенко-Колосковой (руководитель проекта) и ст. пр. кафедры немецкого языка РГУ К.А. Петросян.

В задачи преподавателя-консультанта входит психологическая и социальная поддержка обучаемых. Следует обращать внимание на развитие у обучающихся способности справляться с трудностями. Устанавливать краткосрочные и долгосрочные цели обучения, организовывать интерактивное взаимодействие партнеров, структурировать процесс обучения. Привитие навыков автономного обучения у обучающихся.

Средством коммуникации у партнеров был E-mail. Партнеры из Германии писали на русском языке, студенты журналисты-международники на немецком. Студенты получали указания по коррекции ошибок от преподавателей. При коррекции ошибок студенты заучивали нормативные

36

способы выражения в обоих языках, получали от партнеров конкретные грамматические указания по синтаксису, лексическому составу и современным способам высказывания в определенных языковых стилях. Общение проходило в диалоге культур, т.к. каждый из партнеров основывался на социально-культурной жизни России и Германии.

Особый интерес для обеих сторон представляла система образования, структура университета, поведенческие особенности молодежи, молодежная культура.

Из отчетов студентов РГУ следует: участие в данном проекте дало очень положительные результаты. Интерактивное знакомство со студентами из Бохума значительно повысило мотивацию к изучению немецкого языка, дало возможность улучшить знания языка, познакомиться с социально-культурными особенностями студенческой жизни в Бохуме.

Немецкие студенты проявили большую заинтересованность в данном проекте. Они не были в России и возможность усовершенствовать знания русского языка является для них предпосылкой для поездки в Россию.

Коммуникация между партнерами осуществляется в диалоге культур и обогащает мировоззренческие устои партнеров.

Недостатки реализации проекта: - разное время начала 1 семестра: 1 сентября – РГУ, 10 сентября – университет г. Бохума; - январь – время сессии РГУ, в Бохуме продолжение занятий. Наш проект действовал по 31 декабря. Участники проекта продолжают самостоятельно переписываться со

студентами из Бохума и надеются на его завершение его под названием “Мой город”.

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ МИКРОПОРТАЛ КАК МОДЕЛЬ ИНТЕРАКТИВНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В ВИРТУАЛЬНОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СРЕДЕ

Брылева В.А., Буханцева Н.В. Волгоградский государственный университет bryleva@volsu.ru , nina.buhantseva@volsu.ru

Современный образовательный процесс немыслим без внедрения специального программного и методического ресурса, позволяющего улучшить процесс усвоения материала, обеспечить высокий уровень изложения, простоту, доступность и наглядность, способствующие организации эффективного учебного воздействия.

Мы можем уже говорить о зарождении компьютерно опосредованной коммуникации, как новой коммуникационной формы, которая начинает активно развиваться в образовательной среде. Информационно-коммуникационные технологии не подменяют собой традиционное, живое взаимодействие и общение, они дополняют его.

37

Процент преподавателей и студентов, использующих информационно-коммуникационные технологии в образовательных целях еще объективно низок, одна из проблем – отсутствие удобных программных сетевых инструментов для интерактивного взаимодействия в образовательной среде.

Соединение предлагаемой портальной технологии и нового поколения специализированного предметного программного обеспечения делает возможным создать новую модель обучения в режиме реального времени, которая обеспечивает значительно более высокое качество и гибкость образовательного процесса. Эту модель можно назвать распределенным обучением. Оно сочетает традиционное преподавание и множество новых технологий компьютерного и дистанционного обучения, обеспечивая результаты, недостижимые в исключительно традиционном образовании. Использование интернет технологий в обучении, например, иностранному языку вовсе не уменьшает роль преподавателя, оно лишь предлагает ему новую роль координатора учебного процесса.

К основным концептуальным педагогическим положениям распределенного обучения, по мнению Е.С. Полат, можно отнести следующие: обязательная самостоятельная практика обучаемого, интерактивное взаимодействие обучаемого и преподавателя, эффективная обратная связь, использование разнообразных видов самостоятельной деятельности обучаемых с преимущественным внедрением новых педагогических технологий.

Основными методическими принципами, имеющими концептуальное значение для организации подобной системы обучения являются принцип успеха совместной деятельности, положительный эмоциональный фон, автономность, коммуникативность, максимальное стимулирование взаимодействия на основе его оригинальности, доступности, и новизны (Е.В. Мещерякова). Метод распределенного обучения сможет реализовать свой потенциал и радикально изменить образовательный процесс, если будет разработана технология для развития компьютерной коммуникации.

Ключевую роль в достижении этой цели предназначено сыграть образовательным порталам. Основные задачи порталов, связанные с поддержкой высокотехнологичного учебного процесса, должны дополняться важными функциями, способными благотворно повлиять на развитие единой образовательной информационной среды. Одна из основных функций порталов – интегрирующая.

К настоящему времени в Волгоградском государственном университете накоплен значительный объем научно-образовательных информационных ресурсов, организованный в несколько несвязанных между собой виртуальных структур, каждая из которых играет определенную роль в методическом обеспечении образовательной деятельности вуза: методические ресурсы E-learning Shell; электронная библиотека полнотекстовых изданий и документов; каталог научной библиотеки ВолГУ; аналитическая система «ИАС университет». Такая структурная разобщенность не позволяет объединить ресурсы, создать

38

саморазвивающуюся информационную основу образовательной среды университета и региона в целом.

Для решения этой задачи специалистами Центра информационных технологий Волгоградского государственного университета создана программная оболочка научно-образовательного портала. Его главной особенностью является самоорганизующаяся структура, определяемая информационным содержанием. Примером использования предлагаемой технологии является языковой образовательный микропортал. Под ним мы понимаем интегративную систему, которая может стать основой единой виртуальной обучающей языковой среды, представляющей собой веб-структуру. Микропортал состоит из базы специализированной информации, целостно обеспечивающей образовательный процесс, и индивидуально настраиваемой рабочей среды, содержащей разнообразные сервисы.

База специализированной информации включает теоретические и методические материалы: электронные курсы, электронные учебники, виртуальные лекции, словари и энциклопедии, контрольные тестовые задания и т.п., необходимые для учебного процесса и является ресурсным центром, возможно интегрированным в другие, более крупные образовательные порталы, например межвузовские, региональные и т.д.

Автор в момент размещения своих информационных ресурсов самостоятельно создает структуру микропортала, соответствующую размещаемым ресурсам, наделяя их рядом признаков, облегчающих поиск. Таким образом, возникает саморазвивающаяся иерархически-сетевая структура микропорталов и связанных с ними информационных ресурсов.

Помимо полнотекстовых электронных ресурсов микропорталы будут содержать HTML-страницы, новости, форумы, ссылки на другие информационные среды.

Рабочая среда микропортала должна обеспечивать быстрый доступ к ресурсному центру как со стороны обучаемых, так и обучающих, структурирование, а также качественный поиск, верстку и интерактивное размещение любой новой информации, необходимой для учебного процесса.

Технология образовательного портала ВолГУ предоставляет возможность непосредственного управления содержанием каждым из участников образовательного процесса при условии авторизованного доступа, т.е. преподаватель, создающий электронный курс, например, может сам редактировать его содержание, загружать в сеть новые разработки для студентов, администрировать свою личную страницу, не прибегая к помощи программиста; студент имеет возможность загружать и редактировать свой проект или сохранять результаты тестирования так, чтобы они были доступны всем участникам конкретного образовательного процесса.

Индивидуальная настройка рабочей среды микропортала позволяет студенту, при решении конкретных образовательных задач в учебном плане, индивидуализировать его содержание исходя из вариативных уровней учебных дисциплин. Студент реально имеет возможность выбирать и планировать формы, методы, приемы и средства изучения конкретного

39

учебного материала, время и темп изучения, форму и содержание консультаций, уровень отчетности. В этом проявляется развитие самостоятельности в образовательном процессе.

Основной функцией конкретного микропортала является обеспечение проектно-исследовательской деятельности студентов в рамках учебных программ, а также предметной практики в Интернет на основе отобранных и обработанных ресурсов. Виртуальная коммуникативная среда, основанная на возможностях совместных исследовательских проектов, позволяет обучаемым и их преподавателям работать в режиме интерактивной коммуникации. Такая образовательная структура может также обеспечить коммуникативную поддержку внутрифакультетской проектно-исследовательской и учебной деятельности в виде организации локальных форумов, обсуждений, рассылок, журналов и разработки коллективных проектов.

Основными особенностями предлагаемого микропортала можно считать настраиваемость, прозрачность структуры, возможности авторизации и аутентификации, а также удобство навигации при размещении и поиске ресурсов по определенным параметрам.

Опыт внедрения системообразующих элементов открытого образования на основе разработанной технологии саморазвивающейся структуры портала показал, что у студентов не только происходит формирование и развитие положительных мотивов учебно-познавательной деятельности, но и стимулирование активного освоения образовательного пространства, устойчивой личностной направленности на творческую инициативу, как основу осознанной автономности и самоконтроля.

В современном профессиональном мире, во многом уже ориентированном на сетевые технологии, компьютерно-коммуникативные навыки являются ключевыми среди профессиональных качеств. Поэтому в образовании такие навыки, как эффективная работа с различной электронной информацией, критическая оценка информационных ресурсов, координирование совместных действий, презентация образовательных ресурсов позволят эффективно строить взаимодействия и взаимопонимание между участниками образовательного процесса, управлять коммуникативным процессом в образовательной среде.

Созданная программная оболочка позволит субъектам научно-образовательной деятельности самостоятельно формировать содержание и саму структуру информационной системы, не только отражающую их деятельность, но и, главным образом, позволяющую вести саму деятельность посредством информационной системы.

Литература 1) Мещерякова Е.В. Педагогическое взаимодействие в образовательном

пространстве: методологические основы профессиональной подготовки учителя: Монография. – Волгоград: Перемена, 2001. – 323 с.

40

2) Полат Е. С. Типология в системе дистанционного обучения иностранным языкам http://www.ito.su/1998/3/polat.html

3) Полат Е.С., Петров А.В. Дистанционное обучение, каким ему быть? // Педагогика. 1999. № 7. С. 29 – 34.

ФОРМАЛЬНОЕ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ РАЦИОНАЛЬНОГО РАЗБИЕНИЯ НА СЕГМЕНТЫ КОММУТИРУЕМОЙ СЕТИ ETHERNET С МНОЖЕСТВЕННЫМИ РЕЗЕРВНЫМИ КАНАЛАМИ

Букатов А.А., Букатов С.А. Ростовский государственный университет, ЮГИНФО baa@rsu.ru, sbukat@aaanet.ru

В настоящей работе рассматривается формальное решение задачи оптимального разбиения на сегменты коммутируемой Ethernet сети с множественными резервными каналами, рассмотренной авторами в [1]. В этой задаче требуется разбить коммуникационный граф сети (граф связей между коммуникационными узлами) на сегменты, отделенные друг от друга маршрутизаторами (коммуникационным оборудованием 3 уровня) и не содержащие замкнутых контуров, включающих более 9 узлов. Это требуется для обеспечения условий работоспособности протокола STP (см, напр. [2]). Оптимизируемым параметром является стоимость (количество) требуемых для выполнения такого разбиения маршрутизаторов.

В качестве исходных данных задачи служат: сеть передачи данных, заданная парой (M,L). Здесь { }1,..., ,...,i mM M M=M – множество узлов магистральной сети, в

которых установлено коммуникационное оборудование; Связи между узлами заданы матрицей irl=L ,

,

1,0,

i ri r

если между A и A существует линия связиl

в противном случае⎧

= ⎨⎩

Необходимо определить количество сегментов – n и выполнить разбиение узлов по сегментам Sj 1,j n= , а также указать места расположения коммутационного оборудования третьего уровня (КО-3) – маршрутизаторов либо коммутаторов третьего уровня – в целях обеспечения работоспособности протокола STP [2] и минимизации затрат на КО-3.

Для построения модели вводятся следующие переменные: xij – задаёт порядок распределения узлов по сегментам: xij =1, если i-й

узел включен в j-й сегмент и xij=0 в противном случае, 1,i m= , 1,j n= ; zi – выполняет определение задействованных мест размещения КО-3:

zi=1, если i–е место используется для размещения КО-3 и zi=0 – если место в данном варианте топологии не используется, 1,j n= .

41

Ограничениями задачи служат: q1: ( , , )j jf S B≤L M – количество узлов, входящих в максимальный

контур сегмента Sj магистральной сети (M, L) , 1,j n= ;

q2: ,1 1

m n

i ji j

x m= =

=∑∑ – условие распределения всех узлов;

q3: ,1

1n

i jj

x=

=∑ , 1,i m= – требование однократного распределения узла в

сегмент; В качестве целевой функции служит

1

mink

jj

F z=

= ⎯⎯→∑

Поставленная задача относится к классу задач дискретного программирования и характеризуется большим количеством состояний и сложным видом ограничений. Это в, первую очередь, касается ограничения q1, для вычисления которого необходимо найти контуры максимальной длины, что, по сути, является моделированием алгоритма STA [2], заложенного в STP. Принимая во внимание, что учитываемые в задаче ограничения многократно вычисляются для оценки большого количества состояний, предлагается для решения использовать современный аппарат генетических алгоритмов [3].

Для решения поставленной задачи предлагается использовать генетический алгоритм (ГА). На сегодняшний день ГА успешно применяются при решении многих NP-сложных задач [3] и в практических приложениях, где математические модели имеют сложную структуру и использование стандартных методов типа ветвей и границ, динамического или линейного программирования затруднено. Современный ГА представляет собой адаптивный поисковый метод, применимый к широкому классу оптимизационных задач. Характерной особенностью ГА является возможность использования целевой функции при оптимизации [3], а не её оценок или приближений, так как ГА не предъявляет требований к виду целевой функции и ограничений. В процессе работы ГА обрабатывает множества альтернативных решений, организуя поиск в направлении перспективных с точки зрения используемой целевой функции и ограничений вариантов решений. Конструирование алгоритма предполагает определение таких понятий как хромосома, ген, популяция, а также оператор случайных изменений [3, 4].

В качестве хромосомы рассматривается закодированный вариант решения задачи. Этот вариант решения состоит из элементов решения – генов. Множество вариантов решения составляет популяцию.

Предлагается сконструировать хромосому с переменной структурой. Она будет зависеть от количества сегментов в магистральной сети.

( )1 2γ ,γ ,...,γ ,...,γ ,βi mA = ,

42

где гены γi представляют собой векторы, определяющие порядок распределения узлов в сегменты. ( )i

i bin jγ = , где ji – номер сегмента, в который распределен i-й узел, xij=1. Функция bin осуществляет преобразование аргумента в двоичную форму. Таким образом, ген γi имеет вид ( )1 2, , ..., , ...,i i i it iqγ = γ γ γ γ , 1,i m= , где q – количество бит, необходимое для

двоичного представления числа n сегментов: ] [2logq n= , округление дробной части производится до ближайшего большего целого;

ген β определяет наличие КО-3 в месте размещения i-го узла; ( )1 2β , ,..., ,..., miz z z z= . Сравнение хромосом осуществляется следующим образом: из

анализируемой популяции 1P ( ,... , ..., )t zA A A= лучшей считается хромосома Al

с наименьшей величиной нарушения ограничений Δ(Al), а среди хромосом с равными нарушениями ограничений выбирается хромосома с меньшим значением целевой функции F(Al).

Для определения величины нарушения ограничений Δ(Al) вводятся следующие переменные:

1 ,1 1

max 0,m n

i ji j

d x m= =

⎛ ⎞= −⎜ ⎟⎜ ⎟

⎝ ⎠∑∑ ;

12

11max 0,

n

ijj

m

ixd

==

⎛ ⎞−⎜ ⎟⎜ ⎟

⎝ ⎠= ∑∑ ;

( )31max 0, , ,

n

i jj

d f S B=

⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

= −∑ L M

Величина нарушения ограничений равна сумме введенных переменных: ( ) 1 2 3lA d d dΔ = + + .

В ГА для решения задачи применены операторы случайных изменений [3], которые преобразуют хромосомы, выполняют синтез новых хромосом и производят отбор перспективных для развития хромосом, а также операторы, которые производят случайные изменения, затрагивающие не всю хромосому, а один определенный ген. Это связано с тем, что на заключительной стадии работы алгоритма, когда получены хромосомы, соответствующие близким к оптимальным решениям, целесообразно провести изменения над одним геном.

В разработанном алгоритме на каждом этапе работы алгоритма увеличивается количество сегментов, на которые разбивается магистральная сеть и изменяется размерность хромосомы. В рамках итераций каждого этапа выполняются операторы случайных изменений, производится отбор хромосом-потомков и реализуется самоорганизация алгоритма. Она заключается в том, что количество выполняемых операторов на текущем шаге зависит от эффективности их применения на предыдущих шагах. То есть, по мере работы алгоритма, увеличивается доля наиболее результативных операторов в общем числе операторов, выполняемых на одном шаге. Предлагаемый алгоритм позволяет при получении первого

43

локально-оптимального решения выполнить остановку, так как на последующих этапах возможно лишь увеличение количества сегментов, что приведет к ухудшению результата.

Литература 1) Букатов А.А., Букатов С.А. Шестаков С.А. Методы рациональной

организации региональных Ethernet сетей с множественными резервными каналами // Материалы X конференции представителей региональных сетей Relarn-2003, Санкт-Петербург, 2003.

2) Кульгин. М.В. Коммутация и маршрутизация IP/IPX трафика. М: Компьютер пресс, 1998.

3) Курейчик В.М. Генетические алгоритмы. Состояние. Проблемы. Перспективы // Изв. РАН. Теория и системы управления, 1999, N 1.

4) Минкин Ю. И., Петров А.И. Самоорганизующийся генетический алгоритм // Изв. РАН. Теория и системы управления, 2001, N 3.

ОРГАНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ДОСТУПА И УЧЕТА ОБЪЕМА ПОТРЕБЛЕНИЯ ТЕЛЕКОМММУНИКАЦИОННО ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ РЕСУРСОВ

Букатов А.А. , Монастырский М.И. Ростовский государственный университет, ООО «Цифровые телефонные сети» baa@rsu.ru , mm@aaanet.ru

При эксплуатации любой достаточно развитой коммуникационно-вычислительной сети, будь то корпоративная сеть предприятия, операторская сеть провайдера доступа к Интернет, или предоставляемая некоторой организацией вычислительная сеть коллективного пользования (например, сеть grid [1]), возникает потребность решения ряда организационно- технических проблем. К их числу относятся организация и контроль доступа пользователей к предоставляемым сетью ресурсам, учет потребляемых ресурсов, анализ объема их потребления и расчет соответствующей оплаты, возможное ограничение объема потребления этих ресурсов.

Следует отметить, что решение большинства указанных проблем в ряде случаев находиться в неразрывной связи. Например, пользователю некоторой вычислительной сети может быть отказано в доступе к некоторому вычислительному ресурсу по причине того, что он не принадлежит к определенной виртуальной организации [1], по причине чрезмерной загрузки указанного ресурса, или потому, что пользователь исчерпал средства на оплату услуг, находящихся на его лицевом счете. Поэтому актуальна разработка системы, обеспечивающей интегрированное решение указанных проблем. Назовем такую систему Интегрированной Системой Управления Телекоммуникационными и Вычислительными Ресурсами (ИСУТВР). Указанная система должна быть открытой по составу учитываемых ресурсов и способам учета и контроля этих ресурсов.

44

Отметим также, что авторам настоящей работы неизвестно какой-либо существующей системы, в полной мере удовлетворяющей требованиям, предъявляемым к ИСУТВР. Можно лишь привести ряд классов программных систем, решающих часть указанных задач. Так, например, традиционные операторы связи не предоставляющие, например, услуг доступа к вычислительным ресурсам, и предоставляющие фиксированный набор типов предоставляемых телекоммуникационных ресурсов, для решения задач учета и контроля использования этих ресурсов обычно используются так называемые «биллинговые системы» [2], достаточно широко представленные на рынке программного обеспечения. Однако, поскольку порядок предоставления и учета услуг доступа к телекоммуникационным ресурсам, устанавливаемый различными операторами телекоммуникационных сетей, обычно различается рядом деталей, проблема выбора подходящей биллинговой системы является весьма не тривиальной и не всегда обеспечивающей решение [2], полностью устраивающее оператора связи. Поэтому многие операторы телекоммуникационных сетей обычно разрабатывает (самостоятельно или по заказу) требуемые им средства учета и контроля предоставляемых услуг. Другим примером класса систем, реализующих часть требуемой функциональности, являются системы планирования и организации выполнения потока вычислительных программ на вычислительной сети той или иной конфигурации, такие как известная система Open PBS [3] или разработанная в ЮГИНФО РГУ система [4]. Однако, эти системы, оптимизирующие использование ресурсов вычислительной сети полностью игнорируют вопросы учета объема предоставленных услуг.

В задачи ИСУТВР входит обеспечение полной функциональности контроля и управления ресурсами коммуникационно-вычислительной сети организации. Поскольку функциональность такой сети может со временем расширяться архитектура ИСУТВР должна предусматривать возможность таких расширений. Более того, расширяемость указанной системы в различных направлениях должна быть предусмотрена на уровне определения требований к ней, при разработке внешней архитектуры системы. Для обеспечения такой универсальности при разработке внешней архитектуры системы был использован метод построения этой внешней архитектуры на базе модели «сущность-связь» (ER-модели [5]).

При разработке ER-модели ИСУТВР определен набор базовых сущностей, с которыми должна оперировать система. Для каждой из сущностей определены ее атрибуты (параметры), способы представления сущности в БД ИСУТВР, возможные функциональные воздействия на сущность, а также возможные вариации указанных параметров. К основным базовым сущностям системы относятся: телекоммуникационные и вычислительные ресурсы; услуги по предоставлению этих ресурсов, осуществляемые в рамках определенных договоров; тарифные планы предоставления услуг; провайдер (оператор связи или оператор вычислительных ресурсов) и пользователи (абоненты)

45

телекоммуникационных и вычислительных услуг, в свою очередь являющиеся юридическими, физическими или иными лицами.

Основными субъектами взаимоотношений, учитываемых и контролируемых ИСУТВР, являются лица или стороны взаимоотношений. При этом одна из сторон, предоставляющая услуги, называется провайдером, а другая, потребляющая услуги в рамках конкретного договора – абонентом. В рамках одного договора могут предоставляться несколько услуг. Между абонентом и провайдером может быть заключено несколько договоров. Лицо, выступающее в рамках одного договора в роли абонента, может выступать в другом договоре в качестве провайдера. Договоры могут принадлежать одному или нескольким типам, включая, например, договор на предоставление определенного набора услуг или договор коммерческого представительства.

ИСУТВР поддерживает работу с несколькими типами лиц, в число которых входят юридические лица, физические лица, предприниматели БОЮЛ, общественные или виртуальные организации. Список типов лиц может расширяться. В БД ИСУТВР для каждого лица хранится ряд атрибутов лица независящих от его типа, а также атрибуты, зависящие от типа. Так обязательной информацией является контактная информация. Примером атрибутов, присущих не всем лицам, являются банковские реквизиты или паспортные данные. Способ представления в БД ИСУТВР информации о лицах позволяет учесть все отмеченные нюансы.

По своей роли в ИСУТВР лица могут быть провайдерами или пользователями (абонентами). Указанная роль конкретного субъекта определяется по отношению к некоторому договору на предоставление телекоммуникационной или вычислительной услуги, заключенному между двумя лицами. Кроме договоров на предоставление услуги возможны также иные, специфичные для провайдерской деятельности типы договоров, например дилерский договор, или договор коммерческого представительства. Каждый из указанных субъектов договора на предоставление услуги (провайдер и абонент) имеет соответствующий его роли специальный набор атрибутов. В частности, одним из главных атрибутов пользователя является лицевой счет, на котором отражается оплаченный абонентом объем услуг. Сумма, отраженная на лицевом счета абонента, автоматически уменьшается ИСУТВР в ходе предоставления услуг. Эта сумма может увеличиваться путем выполнения платежей абонентом.

Ресурсом в ИСУТВР является любой источник предоставления пользователю некой услуги, имеющей определенный смысл при использовании телекоммуникационных сетей. Примерами ресурсов является выделенный канал или VLAN, используемые для подключения к сети провайдера, dialup-логин, почтовый ящик или Веб-сайт пользователя, вычислительный сервер или вычислительная сеть и пр. Очевидно, эти ресурсы являются ресурсами различных типов. Список возможных типов ресурсов может расширяться. Так, например, при необходимости удаленного

46

доступа пользователя к вычислительному серверу или иному специализированному серверу приложений (например – серверу управления доступом к наблюдательным инструментам астрофизической обсерватории) может быть заведен ресурс типа «логин доступа к специализированному серверу». Каждый ресурс обладает набором обязательных атрибутов. Кроме того, для ресурсов определенного типа могут иметься специфичные для этого типа ресурса атрибуты. К обязательным атрибутам ресурса относятся тип ресурса, его имя (иногда используемое как логин), пароль доступа к ресурсу, признак блокировки (отключения) ресурса, тарифный план, связанный с ресурсом, атрибуты текущего состояния ресурса. Кроме обязательных атрибутов ресурсы определенных типов могут иметь связанные с ними структуры данных, специфичные для ресурсов этих типов. К числу допустимых типов ресурсов относятся dialup- логин, выделенный канал передачи данных, почтовый ящик, домен имен, веб-сайт (расположенный на физических ресурсах провайдера), фиксированный IP-адрес (для dialup-доступа), диапазон IP-адресов или IP-подсеть (для подключения по выделенному каналу), вычислительный сервер или вычислительная сеть и некоторые другие. Перечень типов ресурсов может расширяться, и ИСУТВР поддерживает эту возможность.

Тарифные планы (тарпланы) также имеют различные типы. Тарпланы каждого из типов могут применяться лишь к ресурсам определенных типов (одного или нескольких) и не могут применяться к ресурсам других типов. Среди тарпланов, применимых к ресурсам некоторого типа, выделяются один базовый тарплан, характеризующий основную схему использования и оплаты потребляемого ресурса. Кроме того существует некоторое множество (возможно пустое) дополнительных тарпланов, комбинируемых с определенным базовым тарпланом и характеризующих порядок оплаты дополнительных возможностей использования ресурса, не предусмотренных этим базовым тарпланом.

Таким образом, при разработке внешней архитектуры ИСУТВР основу этой разработки составила сущностная ER-модель объекта управления (ER означает Entity-Relationship или Сущность-Связь), явно определяющая основные сущности (объекты) предметной области ИСУТВР, а также параметры (атрибуты) и взаимосвязи указанных сущностей.

При разработке внутренней архитектуры и проектировании ИСУТВР на основе указанной сущностной модели предусмотрены методы и средства расширения атрибутов различных сущностей и методов обработки этих атрибутов, что обеспечивает гибкие возможности адаптации ИСУТВР к конкретным случаям ее применения для организации учета и управления использованием различных телекоммуникационных и вычислительных ресурсов.

Литература 1) Foster I., Kestelman C., Tuecke S. The Anatomy of The Grid: Enabling

Scalable Virtual Organizations // Journal of High Performance Computing

47

Applications? 15 (3), 200, www.globus.org/papers/anatomy.pdf

2) Павлюков Ю.А. Подходы к формализации выбора биллинговой системы // Сети и системы связи, № 11, 2003.

3) Portable Batch System. // http://www.openpbs.org 4) Букатов А.А., Хачкинаев Г.М. Разработка системы управления

параллельными заданиями в гетерогенной вычислительной среде // Труды Первой Всероссийской научной конференции «Методы и средства обработки информации», М: Изд. МГУ, 2003, с. 197-202.

5) Чен П. Модель «сущность-связь» - шаг к единому представлению о данных // СУБД, № 3, 1995.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ОБУЧЕНИИ: ПРОБЛЕМА ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ

Владимирский Б.М. Ростовский государственный университет, НИИ НК им.А.Б.Когана РГУ bmv@krinc.ru

15 лет внедрения новых информационных технологий (НИТ) в образование – достаточный срок, чтобы «остановиться, оглянуться» и задаться вопросом, какова эффективность этих технологий в ключевом моменте образования – обучении. И дать на него честный и объективный ответ. Причем, наряду с эффективностью, оценить социальные и психологические последствия использования НИТ в обучении и воспитании.

Сложившееся положение требует именно сейчас, прежде чем вкладывать дополнительные силы и средства в разработку и создание НИТ, задаться вопросом действительно ли мы располагаем совокупностью оригинальных идей и подходов, способных существенно продвинуть вперед эту область, или повторяется ситуация с программированным обучением и другими модными образовательными концепциями.

К настоящему времени НИТ в обучении непосредственном и дистанционном, пусть и не в интегрированном виде, располагают банками данных и знаний учебного назначения для базового высшего образования, включая математические модели, контролирующие и обучающие программы, экспертно-обучающие системы, компьютерные деловые игры, электронные учебники и задачники, учебные видеофильмы и др.

Однако эффективность использования этих средств невысока, так как по-прежнему острой остается проблема неподготовленность части преподавательского состава к освоению НИТ и внедрения этих технологий в практику преподавания, проблема инерционности в преподавании ряда общеобразовательных курсов, имеющих вековые традиции, методики и преемственность. И, что может быть еще более важно, механический перенос

48

методик преподавания на аппаратно-программную базу персональных компьютеров и рабочих станций, который, зачастую, дискредитирует НИТ.

Существующий для естественных факультетов общеобразовательный уровень освоения новых информационных технологий уже явно недостаточен. Поэтому специалисты в первую очередь должны проанализировать чему и как они учат в собственной области НИТ. И, прежде всего, должен быть создан электронный курс «Технология обучения» - курс, позволяющий освоить универсальные методы получения новых знаний, независимо от того, о каких учебных дисциплинах идет речь.

Сейчас уже понятно, какими навыками и умениями должен владеть естествоиспытатель или инженер в НИТ: это и знание одной-двух операционных систем, и язык программирования высокого уровня, и офисный пакет и т.д. Оказывается, если пересмотреть, с точки зрения интеграции, существующие учебные планы, то не потребуется ни увеличения числа учебных часов, ни введения дополнительных курсов.

Например, на гуманитарных факультетах в рамках социально-экономического цикла дисциплин можно в новом качестве возродить курс экономики и организации труда, где значительное внимание, по крайней мере, на практических занятиях, должно быть уделено освоению текстовых редакторов, таблиц, оформлению и представлению всевозможных документов, результатов и др.

Однако все это вопросы организации, но не самого процесса обучения с использованием НИТ. Если исходить из того, что мы знаем, кому нужны наши специалисты, и, как следствие, чему их учить, в том числе в области с использованием НИТ, т.е. как учить, то для процесса обучения необходимо создание нового поколения учебных и методических материалов.

Эти материалы должны базироваться на обобщенных моделях мышления человека, объясняющих память и знания, процессы принятия решения и другие аспекты мышления обучающегося.

В связи с тем, что оптико-моторные возможности и знания человека во многом превосходят логико-вербальные, эти материалы должны быть ориентированы на более широкое использование в обучении правополушарного мышления (незнакомые формулы, беглая речь, стихи и песни на иностранном языке).

Современная образовательная парадигма предполагает, что в процессе обучения необходимо использовать и передавать не только текст (книга), но и действующий (модельно) образец устройства, идеи, наглядно функционирующей формулы или теоремы.

Существующие психологические знания, психофизиологические наработки, имеющиеся аппаратные и программные средства, квалифицированные кадры позволяют и в наших условиях реализовать эти новации, существенно повышающие эффективность обучения

Для «революции» в области НИТ в университете, которая обеспечит новый уровень использования и эффективности НИТ, необходимо в одном

49

месте иметь: социальный заказ, человеческий капитал, интеллектуальный задел и потребность его использования.

Есть целый ряд «центров кристаллизации», где такая революционная ситуация имеет место. Нужен запал!

ЭЛЕКТРОННЫЙ УЧЕБНИК ПО «ИНЖЕНЕРНОЙ И КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАФИКЕ В ПРИМЕРАХ»

Гаврилова З.П., Зулкарнеева В.В. Ростовский государственный университет, факультет высоких технологий decanat@fvt.rsu.ru

Современный учебный процесс связан с компьютерной техникой, что позволяет использовать новые формы обучения различным дисциплинам. Проведение занятий с применением новых информационных технологий показывает, что такой подход повышает интерес студентов к изучаемой дисциплине и объективность самоконтроля знаний, улучшает качество подготовки, облегчает контакт студентов с новой областью знаний. Использование электронного учебника - программно-методического комплекса, как в локальной сети класса, так и в Интернет, обеспечивает возможность самостоятельно освоить учебный курс или его большой раздел и позволяет достигнуть существенного результата в обучении. Применение электронного учебника облегчает работу самого преподавателя на занятиях и может использоваться для самостоятельной работы студентов. Предположительно электронный учебник соединяет в себе свойства обычного учебника, справочника, задачника и лабораторного практикума.

В соответствии с учебным планом по курсу «Инженерной и компьютерной графики», преподаваемого студентам дневного отделения механико-математического факультета и факультета высоких технологий, изучающих, нормативный курс инженерная и компьютерная графика был разработан электронный учебник «Инженерная и компьютерная графика в примерах». Для создания электронного учебника по курсу «Инженерной и компьютерной графики» использовались язык программирования HTML и среда Macromedia Flash MX. Лекционный курс и другие текстовые материалы электронного учебника представляются в виде статических HTML-страниц. Электронный учебник разбит на две главы, которые содержат необходимое для усвоения материала количество графического материала, выполненного с помощью программ CorelDRAW и AutoCAD (чертежи, схемы, графики, рисунки), которые представлены цветными клипами, подготовленными в среде Macromedia Flash MX. Пространственное построение деталей и рисунков подкреплено трехмерными цветными изображениями, которые можно передвигать и вращать на экране.

В состав электронного учебника входят следующие компоненты: • образовательный минимум по дисциплине; • программа курса;

50

• литература; • вопросы; • практические занятия по темам с мультимедийными упражнениями и

вопросами к каждой теме. Схема учебника приведена на рис. 1.

Рис. 1. Схема электронного учебника «Инженерная и компьютерная

графика в примерах» Процесс формирования электронного учебника состоит из следующих

этапов: • Разработки оболочки для содержательной части учебника, • Составление и компоновка текста учебника • Разработка наборов контрольных вопросов и упражнений для каждой

главы учебника • Создание компьютерных анимаций. Текст учебника содержит обширный иллюстративный материал в виде

чертежей схем, рисунков и графиков. Механизмы построения сложных

Как пользоваться учебником

Компьютерная графика

Инженерная графика

Об авторах

Схема

Оглавление

Примеры Мультимедийные иллюстрации

Текст учебника

CorelDRAW

AutoCAD

Введение

Чертеж

Эмблема

Оглавление

Примеры

Мульт . иллюстрация

Мульт . иллюстрация

Текст учебника

Мульт . иллюстрации

Текст учебника

51

деталей и микросхем, которые особенно трудны для усвоения, представлены в виде цветных трехмерных анимационных клипов.

Предполагается использовать электронный учебник не только в локальной сети факультета, но и в Интернет в связи с малым занимаемым размером файлов.

Работа над электронным учебником продолжается, увеличивается количество заданий тренировочного характера, адаптируются методические указания к выполняемым заданиям (детальное описание порядка выполнения построения), обновляется курс лекций. Планируется дополнить учебник заданиями для дистанционного и очно-заоного обучения.

ТЕСТИРУЮЩАЯ WEB-СИСТЕМА С ФУНКЦИЯМИ ОБУЧАЮЩЕЙ ПРОГРАММЫ

Гавриляченко Т. В. Ростовский государственный университет, механико-математический факультет tatianavic@mail.ru

Компьютерные технологии по праву занимают достойное место в обучении студентов и школьников. Все большей (и вполне заслуженной) популярностью среди компьютеризированных участников образовательного процесса пользуются программные продукты, позволяющие значительно сэкономить время и силы преподавателя по контролю качества образования, а также помочь учащимся в освоении различных тем изучаемых предметов и самостоятельно подготовиться к экзамену, тестированию, ЕГЭ, контролируя качество полученных знаний.

Созданный автором комплекс программ представляет собой Web-приложение и предназначен для учащихся старших классов средней школы, изучающих математику и готовящихся к единому государственному экзамену, государственному тестированию по математике, а также к вступительным экзаменам в ВУЗы.

Для входа в систему пользователь заполняет специальную форму, указывая свое имя, фамилию и пароль. Тот, кто делает это впервые, должен предварительно зарегистрироваться, войдя для этого в соответствующий раздел. Незарегистрированному пользователю будет отказано в доступе и предложено пройти регистрацию. В системе реализован простейший контроль правильности ввода данных в форму: в имени и фамилии не должны присутствовать цифры или другие посторонние символы.

В основном блоке учащемуся предоставляются тестовые задачи с несколькими вариантами ответов для каждой. Среди этих вариантов необходимо выбрать правильный, поставив отметку в соответствующем поле. В базе данных, используемой программой, содержатся различные модификации каждого задания, причем выводимый на экран вариант всякий раз выбирается случайным образом. Это обстоятельство позволяет

52

существенно снизить вероятность повторения двух одинаковых тестов целиком.

На все тестирование отводится определенный промежуток времени. В процессе работы пользователь видит на экране часы, ведущие отсчет. Если он не уложился в допустимые временные рамки, то испытание завершается автоматически. По окончании тестирования учащемуся предоставляется статистическая информация о количестве верных и неверных ответов, а также о количестве заданий, на которые ответ не поступил вовсе. В системе предусмотрена возможность интерпретации результатов по стобалльной (линейной) шкале оценок, по принятой в средней школе пятибалльной шкале, а также по используемой на механико-математическом факультете РГУ двадцатибалльной.

Функции системы не исчерпываются лишь выдачей заданий и проверкой результата. Она может быть использована учеником и в целях самообразования. Так, при наличии неверно решенных заданий пользователю предоставляется возможность просмотреть для каждого из них: метод решения, верный ответ, список наиболее вероятных причин ошибки, а также общие рекомендации. При желании пользователь может просмотреть подробные решения для всех предлагавшихся ему заданий.

Все результаты по тестированию заносятся в базу данных. В специальном блоке реализован удобный интерфейс, позволяющий преподавателю просматривать нужную информацию как о каждом ученике, так и обо всех участниках тестирования.

Отдельный блок служит для администрирования базы данных. При разработке системы были использованы: СУБД MySQL версии

3.23.53, язык программирования Perl 5 и его модули DBI.pm и CGI.pm, а также JavaScript-технологии.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ИЗУЧЕНИИ РАВНОВЕСНОЙ СТАТИСТИКИ ЭЛЕКТРОНОВ И ДЫРОК В ПОЛУПРОВОДНИКАХ

Гармашов.С.И., Гершанов. В.Ю., Криворучко А.В. Ростовский государственный университет, физический факультет garmashov@rsu.ru, vgersh@donpac.ru , kolandr@rostov.ru

В последнее время в школах и вузах при изучении учебного материала широкое применение находят компьютерные модели реальных процессов. Такие модели обычно содержат полный набор элементов, изучаемых в процессе лабораторных занятий. Все модели обладают основными характеристиками реальных физических элементов. Они по сути своей являются киберлабораториями (виртуальными компьютерными лабораториями). Таким образом, разработав виртуальную модель, можно выполнить теоретический анализ изучаемых явлений. При этом результаты моделирования сопоставимы с результатами реальных измерений. Использование таких моделирующих программ вызывает большой интерес у

53

учащихся и является хорошим дополнением к реальному лабораторному практикуму.

В настоящей работе демонстрируются апплеты, позволяющие анализировать равновесную статистику носителей в полупроводнике. Эти апплеты разработаны в университете Буффало и доступны по адресу: http://jas2.eng.buffalo.edu/applets/. Представленные программы позволяют определять функцию Ферми и уровень Ферми в полупроводнике.

Каждый апплет имеет несколько настраиваемых параметров, инструкцию по использованию и теорию изучаемого процесса. Программа может быть использована как преподавателем при проведении лекционных и семинарских занятий по равновесной статистике, так и студентами при их самостоятельной подготовке.

Апплет «Определение функции Ферми» позволяет увидеть изменение функции Ферми при изменении температуры (рис. 1) в диапазоне от 0 до 1100 К. Одновременно строится диаграмма, на которой изображается распределение электронов по энергетическим уровням.

Рис.1. Апплет «Определение функции Ферми»

Рис.2. Апплет «Уровень Ферми в полупроводнике»

54

Апплет «Уровень Ферми в полупроводнике» (рис. 2) позволяет увидеть

зависимость уровня Ферми от степени легирования примесями (донорными, акцепторными) и температуры. Изменяя тип примесей и температуру можно получить приблизительное значение запрещенной энергии, энергии Ферми, концентрации дырок и электронов. Возможно проведения расчета для 4-х полупроводников: Si, Ge, GeAs и InP.

Более широкими возможностями обладает компьютерная программа, разработанная на кафедре физики полупроводников физического факультета РГУ. Она также основана на численном расчете интеграла Ферми и численном решении уравнения нейтральности, но, в отличие, от рассмотренного выше апплета, позволяет рассчитывать и отображать температурную зависимость положения уровня Ферми и концентрации свободных носителей заряда (диапазон температур задается пользователем). Причем в этой программе предусмотрена возможность фиксировать на диаграммах графики рассчитанных зависимостей, что позволяет сравнивать последние при изменении одного из параметров расчета. Например, на рис. 3 отображены температурные зависимости уровня Ферми и концентрации свободных носителей заряда при четырех значениях концентрации донорной примеси. Кроме того, в отличие от рассмотренного апплета, в программе можно задать эффективную массу электронов и дырок, ширину запрещенной зоны полупроводника и ее температурный коэффициент, а также концентрацию глубокой примеси. Программа имеет встроенную справочную информацию, включающую в себя порядок работы и задание на проведение расчетов. Программа разработана в системе визуального программирования С++Builder.

Комплекс моделирующих программ внедрен в учебный процесс и используется при изучении раздела «Равновесная статистика электронов и дырок в полупроводниках» курса «Физика полупроводников»

Рис. 3. Интерфейс компьютерной программы по изучению равновесной статистики электронов и дырок в полупроводниках

.

55

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ДЕМОНСТРАЦИОННОГО ЭКСПЕРИМЕНТА ПО МЕХАНИКЕ С ПОМОЩЬЮ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Гармашов М.Ю., Попов Э.С., Клеветова Т.В. Волгоградский государственный педагогический университет tmepi@vspu.ru

Демонстрационный физический эксперимент является важной составной частью, обеспечивающей успешное усвоение предмета, так как позволяет моделировать процессы, выводить закономерности и тем самым подтверждать теоретические предпосылки. Однако демонстрационные опыты требуют много времени для подготовки установок и наладки аппаратуры, которого у практикующего учителя в силу большой занятости нет.

При проведении реального демонстрационного эксперимента по кинематике бывает сложно зафиксировать промежутки времени, затраченные на прохождение отдельных участков пути. Успешно проведенный опыт, учитель должен дополнительно описать с помощью математических закономерностей и построить графики. Здесь возникает проблема, связанная с временными рамками урока, которые часто не позволяют детально разобрать все результаты эксперимента. Учитывая всё выше сказанное, учитель просто отказывается от проведения демонстрационных экспериментов на уроке, преподнося курс физики как свод законов, формул, определений. Тем самым учебный предмет физика, для многих учеников, непреодолимо отделяется от окружающей действительности.

Выход из этой ситуации мы видим в комбинации реального физического эксперимента с созданием компьютерных моделей, в чем неоценимую пользу оказывает стробоскопический способ.

В качестве связующего звена между компьютером и демонстрационной установкой мы предлагаем использовать компактную видеокамеру, применяемую в системах видеонаблюдения. Для соединения видеокамеры и компьютера достаточно иметь одно дополнительное устройство ТV-тюнер. Однократно настроив компьютер, к нему в любое время можно подключать видеокамеру и записывать необходимые моменты эксперимента на жёсткий диск. Полученный видео ряд легко разбить на кадры при помощи несложной программы Video Paint из пакета Ulead MediaStudio. Для получения стробоскопической картины необходимо наложить перемещающиеся объекты на первый кадр, обработав таким образом 5 – 7 кадров. В результате возникает стробоскопическая картинка реального демонстрационного эксперимента, который наблюдали учащиеся. В дальнейшем использование данной картинки возможно как в печатном, так и в компьютерном варианте, если позволяют условия класса. Она дает возможность определить координаты тела в любой момент времени, учитывая, что частота кадров остаётся постоянной, рассчитать скороcть и ускорение тела. Использование стробоскопического метода в сочетании с компьютерными технологиями

56

позволяет измерить физические величины и проверить справедливость определений и закономерностей. В отличие от реального демонстрационного эксперимента данный подход дает возможность воспроизводить картину опыта с помощью компьютера многократно и работать каждому ученику индивидуально. Методика эксперимента по определению ускорения свободного падения заключается в следующем: на фоне светлого экрана с некоторой высоты необходимо отпустить металлический шарик и отснять данный процесс с помощью описанной выше установки. После компьютерной обработки получается стробоскопическая картина (рис. 1.). Ученики самостоятельно измеряют расстояния между шариками ∆X и заносят результаты в таблицу 1.

Таблица 1.

№ п/п

∆X м

V м/с

∆V м/с

а м/с2

∆X м

1 0,042 1,05 0,042 2 0,0575 1,4375 0,3875 9,6875 0,05753 0,073 1,825 0,3875 9,6875 0,073 4 0,09 2,25 0,425 10,625 0,09 5 0,105 2,625 0,375 9,375 0,105 6 0,12 3 0,375 9,375 0,12

Рис. 1. Стробоскопическая картина свободного падения шарика

Зная частоту кадров 1/25 с, можно измерить скорость в каждый момент времени:

V=ΔX/0,04 а также изменение скорости ΔV=V2-V1 и ускорение a=ΔV/0,04

Рис.2. Стробоскопическая картина равномерного движения тележки

Рис.3. Стробоскопическая картина равномерно ускоренного движения тележки

57

С целью экономии времени все расчёты можно проводить в MS Excel. В нашем случае по данным опыта мы получили среднее значение ускорения aср=9,75м/с2, что очень близко к ускорению свободного падения g=9,8м/с2.

Используя данную методику можно также изучать равномерное (рис.2.) и равноускоренное (рис. 3.) движения, движение по окружности и колебательное движение.

Таким образом, с помощью стандартных установок по механике в сочетании их с компьютерными технологиями учащиеся получают возможность не только наблюдать явления, но и самостоятельно выводить закономерности. Данный раздел физики также позволяет развивать конструкторские способности школьников, так как оборудование необходимое для проведения демонстраций весьма несложное и его могут изготовить в школьной мастерской сами учащиеся.

Итак, обработка данных реального физического эксперимента с использованием компьютерных технологий весьма целесообразно на сегодняшний момент, так как, формируя физическую картину мира у школьников, мы развиваем их информационную культуру, показывая, что компьютер позволяет моделировать физические процессы и облегчает обработку результатов опыта. Преимущества сочетания реального физического эксперимента с компьютерным моделированием мы видим в возможности многократного воспроизведения увиденного опыта с помощью компьютерной модели, экономии времени подготовки оборудования и обработки результата, организации самостоятельной работы учащихся, что позволяет более глубоко усвоить изучаемый материал.

КОМПЛЕКС УЧЕБНЫХ КОМПЬЮТЕРНЫХ ПРОГРАММ ПО КУРСУ "ФИЗИКА КОЛЕБАНИЙ И КРИТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В ТЕОРИИ ТВЕРДОГО ТЕЛА"

Гармашов С.И., Турик А.В. Ростовский государственный университет, физический факультет garmashov@rsu.ru, turik@phys.rsu.ru

При проведении лекционных и семинарских занятий по курсу "Физика колебаний и критические явления в теории твердого тела" часто возникает необходимость в графическом представлении результатов анализа изучаемого процесса. При этом оказывается важным продемонстрировать те или иные зависимости в динамике, то есть с учетом изменения одного из параметров рассматриваемой задачи. В учебниках, методических указаниях или на доске такая динамика не может быть продемонстрирована в полном объеме. Использование для этих целей компьютерных технологий позволяет решить эту проблему, повышая тем самым эффективность преподавания и интерес студентов к изучаемому курсу.

В докладе представлены разработанные авторами компьютерные программы, которые могут быть использованы как преподавателем при

58

проведении занятий, так и студентами при их самостоятельной подготовке. Одна из программ основана на численном решении нелинейного дифференциального уравнения второго порядка и позволяет анализировать особенности колебательных процессов в нелинейных системах. Программа дает возможность увидеть временную зависимость координаты и скорости, фазовый портрет колебаний, бифуркационные диаграммы (рис. 1, 2).

Другая программа основана на вычислениях функций комплексного переменного и позволяет рассчитать концентрационную и частотную зависимости диэлектрической проницаемости, проводимости матричных систем и статистических смесей (рис. 3). Специальный интерес представляет связь рассматриваемых явлений с перколяционными переходами.

Обе программы имеют встроенную справочную информацию, включающую в себя теорию изучаемого явления и руководство по работе с ними. Предусмотрена возможность сохранения отображаемых в программах зависимостей в табличной и графической форме. Программы написаны в среде визуального программирования Delphi.

Расчет зависимости периода нелинейных колебаний от амплитуды

Рис. 1 Расчет бифуркационной диаграммы для нелинейной колебательной системы

59

Рис. 2 Расчет концентрационной зависимости диэлектрической проницаемости

матричной системы и статистической смеси

Рис. 3

60

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ НА ШКОЛЬНОМ УРОКЕ: ИЗ ОПЫТА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЛИЦЕЯ ПРИ РКСИ И РГУ

Гиченко Н.Р., Карякин М.И. Лицей при Ростовском колледже связи и информатики, Ростовский государственный университет gichenko@yandex.ru , karyakin@math.rsu.ru

Цель настоящего доклада – представить накопленный в Лицее при Ростовском колледже связи и информатики опыт использования информационных технологий на занятиях по некомпьютерным дисциплинам. Небольшое количество учащихся (в классах Лицея по 12-15 человек), доступ к компьютерным ресурсам колледжа, собственный компьютерный класс (локальная сеть и возможность выхода в Интернет, отображение информации с учительского монитора на большом телевизионном экране) создают все предпосылки реального использования современных информационных технологий в преподавании практически всех предметов.

У преподавателей Лицея накоплен большой опыт поиска, анализа и использования существующего учебного программного обеспечения. Имеется библиотека обучающих CD, отслеживаются предложения различных обучающих программ (как бесплатных или условно-бесплатных, так и чисто коммерческих) через Интернет. Однако основным выводом из этого опыта является сложившееся мнение, что в отличие от классического учебника, нет, да, наверное, и в принципе не может быть универсальной, одинаково удобной и пригодной всем обучающей системы или системы тестирования и подготовки тестов. Именно поэтому важная задача взаимодействия педагогического коллектива Лицея с Ростовским госуниверситетом является разработка такого программного обеспечения, которое было бы ориентировано именно на данный тип учебного заведения и на данный контингент учащихся.

Лицей является опытной площадкой для обкатки студенческих дипломных работ, связанных с использованием информационных технологий в обучении. Так, по заказу группы преподавателей русского языка была выполнена и одновременно внедрена в учебный процесс дипломная работа И.Королева «Автоматизированная система контроля грамотности». Интересно отметить, что в процессе этого внедрения оказалось, что данная работа может служить полезным инструментом контроля не только на уроках русского, но и иностранного языка. Более того, предложенная в работе идея компьютерной проверки письменного ответа на устный вопрос может быть использована и на занятиях по другим дисциплинам.

В настоящее время Лицей является полигоном для разработки, отладки и практического тестирования новой компьютерной системы. Внедряемая в учебный процесс дипломная работа выпускника мехмата РГУ А.Манцова позволяет по-новому подойти к традиционному процессу тестирования знаний. Основная идея программы связана с внедрением спортивного духа,

61

духа конкурентной борьбы во все формы обычного тестирования. Из сугубо индивидуального и закрытого процесса тестирование превращается в увлекательный спортивный, и даже командный, процесс со всеми атрибутами шоу: болельщиками, погоней за очками и борьбой со временем. Резкое повышение мотивации превращает данную разработку из обычного средства компьютерного контроля и учета в обучающее и стимулирующее развитие учащихся компьютерное средство.

Еще одной важной формой сотрудничества является привлечение молодых специалистов – аспирантов и студентов РГУ – для проведения занятий с лицеистами. Спектр этих занятий весьма широк; здесь и традиционные разделы школьной информатики, и практикум по сайтостроению, и конкурсы и олимпиады по информационным технологиям. Нужно отметить, что несомненную пользу от таких занятий получают все участники процесса: и учащиеся, и молодые преподаватели.

ИНТЕРАКТИВНЫЙ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС «XEAN»

Галкин Р. В., Губа А.В., Даниленко А. С. Ростовский государственный университет eridan@rsu.ru

Дистанционное образование (ДО) является одной из форм системы непрерывного образования, которая позволяет реализовать права человека на образование и получение информации. Оно позволяет дать равные возможности при обучении школьникам, студентам, гражданским и военным специалистам, безработным, людям с нарушениями подвижности, зрения и слуха в любых районах страны и за рубежом и более полно использовать научный и образовательный потенциал ведущих университетов, академий, институтов, различных отраслевых центров подготовки и переподготовки кадров, а также центров повышения квалификации, других образовательных учреждений.

В данной работе предлагается описание интерактивного учебно-методического программного комплекса «XEAN», который разрабатывается на кафедре математического моделирования РГУ.

Цель комплекса – ознакомить и научить пользователя основным методам инженерного анализа. Инструментальная база комплекса содержит электронные версии лекционных курсов и методических указаний, индивидуальные задания с возможностью оперативной онлайновой проверки преподавателем, гибкую систему тестирования уровня знаний, обширную справочную информацию. Все материалы доступны в популярных форматах PDF, PS, HTML. Зарегистрированным пользователям предоставляется возможность разместить результаты собственных научных исследований в разделе электронных публикаций. Особое внимание уделяется обеспечению интуитивно понятного пользовательского интерфейса.

62

Комплекс «XEAN» объединяет в себе ранние разработки в области ДО и современные web-технологии XML и .NET. В дальнейшем планируется расширить возможности комплекса за счет частичной интеграции с конечно-элементным пакетом ACELAN, разработанным на кафедре математического моделирования РГУ.

рис. 1

На рисунке 1 показана структурная схема комплекса. Он состоит из трех основных модулей:

модуль «SVH» – справочная информация по сопротивлению материалов, инженерной графике (включающая 3D-модели) и смежным дисциплинам с возможностями построения эпюр, графиков и простейшего расчета характеристик сечения, основные виды конечных элементов и краткое описание основных методов расчета;

модуль «TEST» – легко модифицируемая многоуровневая система проверки знаний пользователя с возможностями отложенного контроля;

модуль «LIB» – база данных научно-технической и учебно-методической литературы.

Вспомогательные модули: модуль «FORUM» – обеспечивает поддержку тематических форумов и

конференций, рассылку, анкетирование, обратную связь. модуль «SEARCH» – осуществляет полнотекстовой поиск информации

на сайте «XEAN» и в глобальной сети Internet. модуль «ADMIN» – web-управление информационной системой,

корректировка баз данных и шаблонов, обработка статистической информации, учет и регистрация пользователей.

Данный проект разрабатывается в рамках НИР «Создание корпоративной учебно-исследовательской кафедры математического моделирования и прикладной математики РГУ, ТРТУ и ЮРГТУ» по программе ФАО МОиН РФ и программы «Разработка методик конечно-элементного анализа задач механики сплошных сред с усложненными свойствами и материалов по поддержке конечно-элементных пакетов».

63

СОЗДАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ДИСТАНТНОГО ОБУЧЕНИЯ

Гора О.В., Файн Е.Я. Ростовский государственный университет, физический факультет fine@phys.rsu.ru

В настоящее время очень быстро развиваются различные компьютерные технологии, которые все более внедряются во все области человеческой деятельности. Электроника и вычислительная техника становятся компонентами содержания обучения физике и математике, средствами оптимизации и повышения эффективности учебного процесса, а также способствуют реализации многих принципов дистантного обучения. Одним из наиболее перспективных направлений использования информационных технологий в физическом образовании является компьютерное моделирование физических процессов и явлений. Компьютерные модели легко вписываются в традиционный урок, позволяя учителю продемонстрировать на экране компьютера многие физические эффекты, а также позволяют организовать новые нетрадиционные виды учебной деятельности. Компьютерное моделирование позволяет наглядно иллюстрировать физические эксперименты и явления, воспроизводить их тонкие детали, которые могут быть незамечены наблюдателем при реальных экспериментах. Использование компьютерных моделей и виртуальных лабораторий предоставляет нам уникальную возможность визуализации упрощённой модели реального явления. При этом можно поэтапно включать в рассмотрение дополнительные факторы, которые постепенно усложняют модель и приближают ее к реальному физическому явлению.

Разработанная программа содержит электронное сопровождение к олимпиадным задачам по физике. Она включает в себя три задачи: опыт с «палкой», механическая «линза», оптическая линза.

Задача 1. Опыт с «палкой». Данный опыт заключается в следующем: «палку» (желательно более-

менее однородный стержень) кладут на ребра ладоней, расположенные примерно на одинаковом расстоянии от ее центра, и начинают сдвигать руки. При этом оказывается, что руки сдвигаются поочередно. Электронная версия данного опыта содержит изображение стержня с приложенными силами, движущиеся «руки» (они выполнены в виде двух одинаковых подставок), три графика и кнопки управления (Рис. 1). Векторы сил изображены в виде стрелок, которые меняются в процессе движения. В зависимости от желания пользователя на экране изображаются следующие графики: ),t(il )t(Ni , )t(N ii . Ставя или убирая флажки на соответствующих пунктах, можно показать или скрыть соответствующие графики (Рис. 2). Имеющиеся кнопки позволяют менять скорость, а также управлять движением.

64

Задача 2. Механическая «линза». Это аналог оптической линзы. Цель данной анимации – показать

характер движения шариков, на пути которых расположены ямка и лунка. Перемещаясь, шарики оставляют за собой след – траекторию движения. Все параметры (V, R, ρ) задаются пользователем. Траектории движения пересекаются в одной точке, которая является аналогом оптического фокуса (Рис. 4). При изменении параметров положение «фокуса» смещается. Таким образом, шарики попадают в лунку только при определенных значениях параметров (в этом случае лунка совпадает с «фокусом») (Рис. 3). Данная программа имеет кнопки управления, которые позволяют начать, остановить или продолжить движение, вернуться к началу эпизода, задать необходимые параметры, перейти к движению определенного шарика.

Задача 3. Оптическая линза. В данной анимации показан ход лучей в тонкой собирающей линзе

(Рис. 5). Программа позволяет менять значения радиуса кривизны и показателя преломления линзы. Причем все изменения происходят динамически, то есть визуально меняется форма линзы и ее цвет (чем темнее линза, тем больше показатель преломления). Данная демонстрация позволяет проследить изменение положения фокуса при различных значениях параметров (Рис. 6).

Данную работу планируется разместить в локальной сети кафедры общей физики.

Рис. 1. Экранная страница задачи 1 (в начальный момент)

65

Рис. 2. Экранная страница задачи 1 (в конце движения)

Рис. 3. Экранная страница задачи 2 (при условиях: 0VV = , 0RR = , 0ρ=ρ )

66

Рис. 4. Экранная страница задачи 2 (при условиях: 0VV = , 0RR = , 0ρ<ρ )

Рис. 5. Экранная страница задачи 3 (при условиях: 2n1 = , 1RR

1

2 = )

67

Рис. 6. Экранная страница задачи 3 (при условиях: 5.1n1 = , 21

RR

1

2 −=)

ЭЛЕКТРОННЫЙ УЧЕБНИК ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ПРОГРАММИРОВАНИЕ НА С++»

Дрыжаков В.Е., Елаева М.С., Надолин К.А. Ростовский государственный университет, механико-математический факультет matmod@math.rsu.ru

Объектно-ориентированное проектирование (ООП) является основной парадигмой современного программирования и изучается студентами, обучающимися в РГУ по специальности 010200 «Прикладная математика». Для приобретения студентами на практических занятиях навыков современного программирования и применения объектно-ориентированного подхода используется С++ – универсальный и перспективный язык программирования. В настоящее время имеется достаточно много учебной литературы и электронных ресурсов Интернет по С++ и объектно-ориентированному программированию. Однако, в отличие от большинства материалов, разрабатываемый электронный учебник ориентирован на проблематику, связанную с численными методами, прикладной математикой и математическим моделированием. В Ростовском университете эта тематика разрабатывается более 10 лет и накоплен большой опыт, как учебно-методического характера [1-3], так и практического применения ООП при

68

реализации конкретных программных комплексов для научных исследований [4-6].

В 2004 году проект электронного учебника был поддержан грантом III-5 на конкурсе РГУ «Развитие современных информационных технологий в процессе обучения в РГУ» (направление 3 «Разработка электронных учебников по различным предметам, в соответствии с учебными программами»).

Направленность электронного учебника на применение ООП в математическом моделировании и численных методах важна для решения задачи практической подготовки кадров на механико-математическом факультете РГУ, а также ряда технических университетов г.Ростова-на-Дону и Ростовской области.

В 2004 году на базе трех ведущих вузов Юга России (РГУ, ТРТУ и ЮРГТУ) был создан Южный корпоративный университет, основной целью которого является концентрация материальных и интеллектуальных ресурсов трех университетов. В 2005 году образована корпоративная учебно-исследовательская кафедра математического моделирования и прикладной математики РГУ, ТРТУ и ЮРГТУ, в которую вошли кафедра математического моделирования механико-математического факультета РГУ, кафедра высшей математики ТРТУ и кафедра прикладной математики ЮРГТУ. Все перечисленные кафедры готовят специалистов в области математического моделирования, системного программного обеспечения и информационных технологий для высокотехнологичных областей промышленности, а также научных учреждений и имеют в своих учебных планах дисциплины, включающие преподавание курсов объектно-ориентированного проектирования и программирования на С++. Разрабатываемый электронный учебник по объектно-ориентированному проектированию и программированию на С++ планируется использовать в учебном процессе кафедр-партнеров. В РГУ на отделении прикладной математики механико-математического факультета электронный учебник будет использован для спецкурсов «Программирование на языках С и С++» и «Объектно-ориентированное программирование на С++», а также для общих курсов «Современные языки программирования», «Новые информационные технологии».

Структура электронного учебника будет включать базовые разделы, посвященные общим вопросам процедурного и объектно-ориентированного программирования на языке С/С++, а также обобщенному программированию. Здесь же будут рассмотрены принципы и механизмы обработки исключительных ситуаций, реализованные в С++. В настоящее время выполнен общий дизайн учебника как гипертекстового документа сложной структуры, ориентированного на доступ через Интернет, создана пробная версия учебника и проведено ее тестирование. На рисунке 1. представлен общий вид электронного ресурса и перечень основных разделов учебника.

69

Следует отметить важность участия в создании электронного учебника студентов. Это, во-первых, способствует углубленному изучению материала, связанного с содержанием учебника, и, во-вторых, стимулирует самостоятельное освоение используемых средств программирования Интернет и современных информационных технологий. Интерфейс пользователя электронного учебника реализуется на HTML. Это позволяет работать с учебником как локально, так и удаленно с помощью стандартного интернет-браузера. Для динамической генерации страниц сложной структуры используется серверный скрипт PHP. Это позволит в дальнейшем организовать систему удаленного тестирования студентов и работать с базами данных.

Рис. 1. В настоящее время учебник находится в стадии разработки и

функционирует в закрытом режиме как Интернет-сайт oop.lrn.ru. Разработка учебника ведется тремя соавторами с применением современных средств совместной разработки. В частности, используется система контроля версий CVS, позволяющая каждому автору независимо вносить свои добавления и исправления в файлы проекта, оперативно получать обновления, сделанные другими авторами, при необходимости производить откат к старым версиям файлов. Обновление содержимого сайта oop.lrn.ru также производится посредством CVS, а его администрирование осуществляется удаленно по протоколу SSH.

70

Разработка поддержана грантом РГУ III-5 (конкурс РГУ 2004 г. «Развитие современных информационных технологий в процессе обучения в РГУ», направление 3 «Разработка электронных учебников по различным предметам, в соответствии с учебными программами» с возможностью пролонгации на 2005 год). В 2005 году работа выполняется также в рамках проекта «Создание корпоративной учебно-исследовательской кафедры математического моделирования и прикладной математики РГУ, ТРТУ и ЮРГТУ» по программе ФАО МОиН РФ «Развитие научного потенциала высшей школы» (подпрограмма 3 «Развитие инфраструктуры научно-технической и инновационной деятельности высшей школы и ее кадрового потенциала», раздел 3.1 «Научно-организационное и методическое обеспечение интеграции научной и образовательной деятельности. Разработка моделей интегрированных научно-образовательных структур и университетских комплексов».

Литература 1) Ганнова В.С., Надолин К.А. Объектно-ориентированное

программирование алгоритмов численного анализа. / В кн. Межвузовск. научно-практическ конфер. "Эффективность информационных технологий обучения в высшей школе, г.Новороссийск, 12-16 сент. 1994г." Тез. докл. Москва, 1994.- С. 27-28.

2) Надолин К.А. Объектно-ориентированное программирование на С++. Родовое программирование. Шаблоны. Методические указания к спецкурсу для студентов механико-математического факультета специальности "Прикладная математика" // Ростов-на-Дону: УПЛ РГУ, 1999. 16 с.

3) Надолин К.А. Объектно-ориентированное программирование на С++. Обработка исключительных ситуаций. Методические указания к спецкурсу для студентов механико-математического факультета специальности "Прикладная математика" // Ростов-на-Дону: УПЛ РГУ, 2004. 16 с.

4) Акопов О.Н., Белоконь А.В., Надолин К.А., Наседкин А.В. Особенности конечно–элементного моделирования работы пьезоэлектрических устройств. II. Особенности программной реализации. // Совр. пробл. мех. сплош. среды. Тр.III Межд.конф. Ростов-на-Дону 7-9 окт.1997г. Т.1. Ростов н/Д, МП "Книга". С.16-20.

5) Гутерман В.Е., Надолин К.А. Математическое моделирование кинетики гетерогенных твердофазных реакций на основе диаграммы Вороного// Тез. докл. / В кн. II Всерос. симпозиум “Математическое моделирование и компьютерные технологии, Кисловодск, 1998г.”. Кисловодск, КИЭП, 1998г.— С. 30-32.

6) Дрыжаков В.Е., Надолин К.А., Соловьев А.Н. Модуль триангуляции трехмерных тел в конечно-элементном комплексе ACELAN // Современные проблемы механики сплошной среды. Труды VIII Международной конференции, г. Ростов-на-Дону, 14-18 октября 2002 г. Т. 2. Ростов-н/Д: "Новая книга", 2003. С. 66-70.

71

О РАЗВИТИИ КУРСА «КОМПЬЮТЕРНЫЕ МОДЕЛИ В ТЕХНИКЕ»

Еремеев В.А. Ростовский государственный университет, Южный научный центр РАН eremeyev@math.rsu.ru

Развитие конечно-элементных комплексов программ (например, ANSYS, MSC.Marc, ABAQUS и др.) позволяет существенно изменить преподавание технических дисциплин. В данном сообщении рассматривается использование конечно-элементной программы FlexPDE для преподавания курса «Компьютерные модели в технике», читаемом для студентов 3 и 4 курсов на факультете высоких технологий Ростовского госуниверситета. Выбор программы FlexPDE был сделан с учетом объема лекционных (1 час в неделю) и лабораторных занятий (1 час в неделю), а также возможностей компьютерного класса. Несмотря на ограниченность времени лабораторных занятий подготовленные шаблоны программ позволяют студентам получить представление о принципах конечно-элементного моделирования в разных областях техники. Решаются плоские стационарные, нестационарные и задачи на собственные колебания в областях сложной формы из теории теплопереноса, упругости, гидродинамики, электромагнетизма.

В докладе обсуждается программа курса, темы лабораторных занятий, связь с другими дисциплинами.

Полученный опыт может быть использован на создаваемой корпоративной учебно-исследовательской кафедре математического моделирования и прикладной математики РГУ, ТРТУ и ЮРГТУ.

СИСТЕМА ТЕСТИРОВАНИЯ В КУРСАХ ИНФОРМАТИКИ И МОДЕЛИРОВАНИЯ В ВУЗЕ И КОЛЛЕДЖЕ

Жак С.В., Егорычева И.С. Ростовский государственный университет, Ростовский-на-Дону государственный колледж связи и информатики zhak@aaanet.ru

Современные информационные технологии позволяют эффективно осваивать различные курсы, в том числе курсы информатики и математического моделирования (как в вузе, так и в колледже).

Основной целью применения информационных технологий в образовании является формирование единой образовательной инфраструктуры, развитая система интерфейса с пользователем (учеником, студентом), возможность варьировать задания, ставить дополнительные задачи и вопросы, вести диалог компьютера (или преподавателя) с пользователем.

При этом важную роль играет система контроля знаний, обеспечивающая объективность оценки, быстроту и полноту оценки.

72

Несмотря на важность личностного контакта с оцениваемым, автоматизированные системы оценки (тестирование) являются необходимым элементом такой системы – по крайней мере на первом, предварительном этапе, после которого может и должен следовать личностный диалог.

Внедрение автоматизированных информационных технологий оценки качества знаний студентов (вуза, колледжа и школы) способствует повышению уровня знаний (в частности, по курсам информатики и математического моделирования), увеличению интереса к изучаемому материалу.

Разработка содержания тестов по разделам указанных курсов, проводимая в РГАСХМ, РГПУ И РГКСИ, преследует следующие основные цели:

- изучение и ясное понимание основных терминов и понятий по каждому разделу;

- уяснение сути применяемых методов переработки информации и вычисления необходимых характеристик;

- выявление особых ситуаций в применяемых методах («подводных камней»).

Особенность разрабатываемых тестов – большое разнообразие ответов, имеющих, на первый взгляд, малые (но на самом деле – существенные) отличия. В такой ситуации пользователь задумывается над выбором правильного ответа.

Возможен и неоднозначный ответ – допускается наличие нескольких правильных ответов.

Другая особенность применяемой системы тестирования состоит в ограничении времени тестирования, что настраивает студента на организованную и быструю работу.

Использование программы-оболочки для тестирования UTC требует предварительной установки её на рабочем столе. Эта программа вначале запрашивает данные о студенте (пользователе), формирует его индивидуальный файл. В конце работы программа выдаёт оценку, количество правильных ответов (из их общего числа) и красочную секторную диаграмму правильных и неправильных ответов.

Тестирование можно неоднократно повторять, давая возможность студенту между тестированиями ознакомиться с разными понятиями, методами и разделами, которые оказались ему незнакомыми или плохо понятыми.

Для глубокого и более серьёзного изучения курсов рекомендуется включать в содержание тестов вычислительные процедуры и несложные вычисления, использовать более или менее формализованные алгоритмы и формулы (а результаты расчётов сопоставляются с ответом, заложенным в тест, и оцениваются системой).

Приведём пример.

73

Пример .(тест по «Методам математического моделирования») ВОПРОС: Основные методы решения задач линейного

программирования (ЗЛП) ОТВЕТЫ: • ЗЛП решаются частичным перебором допустимых решений. • Любые ЗЛП решаются методом потенциалов. • ЗЛП решаются симплекс-методом – направленного перебора вершин

допустимого многогранника. • Транспортная задача линейного программирования решается методом

северо-западного угла. • Симплекс метод пригоден и для решения нелинейных задач. Как видно, ответы близки к правильным, дают информацию о разных

методах и выявляют области их применения. Программная оболочка UTC универсальна по структуре и относится к

современным информационным технологиям. Её можно использовать для различных учебных курсов, что и было реализовано в РГАСХМ, РГПУ, РГКСИ для дисциплин «Математические модели в экономике», «Информатика», «Системный анализ».

Степень защиты системы от взлома достаточно высокая, проникнуть внутрь и «узнать правильные ответы» или изменить оценку («навязать» оценку программе) затруднительно, практически невозможно.

Программа UTC проста и удобна для использования на учебных занятиях в компьютерном классе.

Студенты самостоятельно и с большим удовольствием работают при тестировании, сами обнаруживают пробелы в усвоении изучаемого курса. Гибкая структура системы позволяет оперативно менять содержание вопросов и ответов, их последовательность, усиливает защиту системы от вторжения, «сбивает» недобросовестных пользователей, исключает «заучивание» готовых ответов, приучает к логическому мышлению и анализу тонкостей в понятиях и методах.

По нашему мнению, тестирование – наилучшая форма контроля при обучении, объективная по отношению к студенту и эффективная с точки зрения быстроты и полноты контроля знаний.

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ПОЛИТИКА , ЕЁ МОДЕЛЬНОЕ И ИНФОРМАЦИОННО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Жак С.В., Кузяшева Э.Р., Моцарева Е.В., Марков В.М. Ростовский госуниверситет, Ростовская государственная академия сельскохозяйственного машиностроения zhak@aaanet.ru

Разработка основных элементов экономической политики – структуры и параметров принимаемых решений, требует тщательного научного

74

обоснования, количественных методов оценки последствий принимаемых решений. Поскольку подготавливаемым специалистам (экономистам и математикам) предстоит участвовать в подготовки таких решений и их обосновании, важнейшим элементом обучения является практика формирования математических моделей экономических процессов и их апробация с помощью систем компьютерной поддержки.

Основным результатом институциональных изменений в области экономики является не столько успех их, сколько осознание возникших противоречий и помех – а, следовательно, поиск путей их устранения. При этом основным инструментом борьбы с такими отрицательными явлениями должны быть математические модели: при всей их вынужденной упрощённости, они всё же указывают стратегические направления необходимых изменений.

1. Главнейшим из отрицательных факторов, сказывающимся и на благосостоянии населения, и на эффективности производства, является непрерывный и многократный рост цен и тарифов, особенно на продукцию естественных монополий (энергетика, топливо, транспорт, …)

Отсутствие эффективных мер борьбы с ростом цен грозит экономическим коллапсом. Методы антимонопольной борьбы используются во всех странах с развитой экономикой рыночного типа.

Анализ поведения монополий (и близких к ним отраслей) показывает, что логика их действий соответствует назначению отраслевых норм прибыли и последующему решению систем линейных уравнений для цен (тарифов) взаимосвязанных отраслей методом Зейделя (последовательной релаксации). Поскольку при этом, вольно или невольно, нарушаются условия сходимости метода, возникает наблюдаемый на практике рост цен ( или гонка тарифов).

Путём преодоления этих противоречий является предварительная оценка максимальных отраслевых норм прибыли и согласованное их назначение, что далее путём экономической практики фактически приводит к сходящемуся методу Зейделя и установлению более или менее стабильных цен (тарифов).

2. Многократно обсуждаемый вопрос об изъятии сверхприбыли у «сырьевых» монополий, эксплуатирующих общенародное достояние (природные ресурсы), может и должен решаться на основании общегосударственных нормативов максимальной доли прибыли, ориентированной на другие отрасли и лишающие преимущества «природной ренты».

Возникающие при этом попытки «бегства капитала» должны пресекаться жёсткими административными мерами.

3. Существенным институтом управления доходами является подоходный налог. Отказ от прогрессивной шкалы и переход к «плоской» шкале единого норматива вызывает множество дискуссий, выдвижение аргументов за и против такой системы. Математическое обоснование единого подоходного налога вытекало из моделей двухкритериальной задачи

75

– максимизации фискального сбора и осреднённого показателя благосостояния населения.

В настоящее время целесообразно пересмотреть эту модель, заменив суммарную характеристику благосостояния характеристиками отдельных социальных страт и условиями эгалитарности (равенства или обобщённой эквивалетности) этих характеристик для всех страт (более или менее однородных по доходу групп населения). Соответственно, при помощи многокритериальной модели можно не только сформировать обоснованную прогрессивную шкалу подоходного налога, но и обосновать границы страт.

4. Более или менее самостоятельное развитие регионов является ключом их благосостояния, уходом от дотационных вливаний. Но модели привлечения инвестиций в регионы, их распределения по различным проектам, выделения средств на развитие инфраструктуры требуют знания (или назначения) ряда нормативов – распределения получаемых доходов между регионом и федерацией, льгот и дополнительных сборов в пользу региона и т.п. Эти нормативы существенно влияют на развитие регионов и могут быть сформированы лишь на основе анализа развитых региональных моделей. Однако одних моделей недостаточно: необходимы институциональные меры, юридические права установления таких региональных нормативов.

Интерактивные программы указанных основных этапов принятия экономических решений, позволяющие рассмотреть последствия принимаемых решений и их зависимость от эндогенных и экзогенных параметров, влияние их изменений на выходные характеристики, разработаны на кафедре «Исследование операций» Ростовского университета:

TARIF (Э.Р. Кузяшева) – рассчитывает ценовые характеристики естественных монополий по коэффициентам использования продукции смежных отраслей и назначаемым долям прибыли (рентабельности) в отрасли, проверяет условия сходимости естественного итерационного процесса и позволяет достичь согласованных решений (вместо неудержимой гонки цен и тарифов);

NALOG (Е.В. Моцарева) – строит прогрессивную шкалу подоходного налога по статистическим данным о структуре доходов населения и априорных (а также возникающих при расчётах) ограничениях на налоговые ставки; развитие модели и соответствующих программ должно ответить и на вопрос о рациональной структуризации доходов, разбиении всего населения на страты.

Программа REGION, разработанная аспирантами С.С Саямовым и И.Г. Саямовой, включающая комплекс моделей привлечения инвестиций в регион, их распределения по малым, средним и крупным проектам, оценки влияния рекламы на спрос и выделения инвестиций в инфраструктуру, представлена отдельным докладом.

76

Несмотря на сниженный в последнее время интерес к анализу сетевых графиков при планировании сложных комплексов работ, эти методы по-прежнему представляют интерес как при обучении, так и при практическом применении, и этим целям служит программа SETGRAF, разработанная В.М. Марковым. Им также обновлена и программа DISCAUNT, позволяющая фактически производить все финансовые расчёты разновременных платежей и поступлений, а также оценивать размеры оплаты многолетних ссуд и амортизационные платежи за износ оборудования в себестоимости готовой продукции. Эти программы тем более важны, что в традиционных руководствах имеются вопиющие просчёты – например, четырёхкратные ошибки в расчёте амортизационных платежах (за счёт игнорирования формул сложных процентов при разновременных платежах и внешнем отсутствии «капитализации» стоимости оборудования).

Все упомянутые программы активно используются в учебном процессе на механико-математическом факультете РГУ и в РГАСХМ (академии сельхозмашиностроения, бывший Завод-ВТУЗ).

Наличие этих программ позволяет существенно изменить саму методику обучения – заменить трудоёмкие расчёты (которые теперь передаются компьютеру) верификацией данных (которые редко бывают известны с достаточной точностью), анализом влияния их изменения, выявлением неожиданных следствий и т.д., то есть сделать исследование существенно более творческим, креативным.

МНОГОУРОВНЕВЫЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ УЧЕБНИК ПО КУРСУ ЧИСЛЕННЫХ МЕТОДОВ

Жуков М.Ю., Пацеева Е.В., Петровская Н.В., Ширяева Е.В., Цывенкова О.А. Ростовский государственный университет,механико-математический факультет heli@math.rsu.ru

Комплекс программ «Электронный учебник по численным методам» состоит из набора учебно-демонстрационных программ, а также электронных текстов. В настоящее время в учебнике имеются темы «Теория погрешности», «Интерполяция полиномами», «Численное интегрирование», «Линейная алгебра» и его структура позволяет без труда добавлять новые разделы. Каждая тема сопровождается программой, текстом лабораторной работы и тестом для проверки (или самопроверки) знаний.

Электронный учебник может использоваться как для проведения практических занятий на физико-математических факультетах университетов, так и для самостоятельного углубленного изучения соответствующих численных методов.

Комплекс программ разработан в среде Delphi. Тексты лабораторных работ и тестов созданы при помощи пакета MikTeX. Для своего использования учебник требует ОС Windows9x/2000/XP и установленную на компьютере программу Adobe Acrobat Reader.

77

Комплекс программ имеет дружественный, интуитивно-понятный интерфейс, поддерживает работу с мышью и клавиатурой, обеспечивает корректную обработку ошибок во время выполнения. Реализованы дополнительные возможности для управления форматом текстового и графического выводов, а также сохранения графической информации в файлы формата bmp, а текстовой информации — в файлы в форматах rtf и txt.

Важная отличительная особенность данного учебника заключается в том, что помимо чтения текста, что с успехом можно сделать и по обычному учебнику, пользователь имеет возможность в любой момент вызвать из имеющихся программных модулей тот, который даст ему возможность проследить все детали процесса применения изучаемого метода.

Каждая тема электронного учебника снабжена лабораторной работой, которая содержит необходимый теоретический материал для освоения изучаемой темы, а также тексты заданий для проведения практикума. Варианты заданий ориентированы на их выполнение с помощью пакета Maple, одной из прикладных программ, входящих в электронный учебник и какой-либо среды программирования. В качестве базового языка при выполнении заданий лабораторных работ выбран язык Pascal. В лабораторной работе имеется набор программных кодов, которыми студенты могут пользоваться как образцами при самостоятельном программировании.

Электронный учебник снабжен тестами, позволяющими проводить проверку полученных знаний. Тесты представлены в двух вариантах: первый — выбор правильного ответа из имеющегося набора; второй — вариант, в котором требуется проводить некоторые вычисления.

Предлагаемый набор тестов позволит пользователю оценить уровень своих знаний, понять, какие именно вопросы наиболее важны при изучении темы. Очень быстро пользователь убедится, что на первый взгляд просто демонстрационные программы позволяют ему проводить самостоятельную исследовательскую работу, т.е. использовать их как инструмент для научной работы в других областях знаний.

В демонстрационно-обучающих программах, входящих в электронный учебник, реализованы следующие численные методы:

7) Тема «Вычислительная погрешность»: метод прямой и обратной задачи теории погрешностей.

8) Тема «Интерполяция полиномами»: метод Лагранжа; методы Ньютона для равноотстоящих и неравноотстоящих узлов; линейная интерполяция: кубический сплайн;

9) Тема «Численное интегрирование»: методы прямоугольников, метод трапеций, метод Симпсона, методы Гаусса, метод Эрмита, правило Рунге.

10) Тема «Линейная алгебра»: варианты метода Гаусса, метод квадратного корня, различные итерационные методы.

78

Рис.1 Рис.2 На Рис.1–6 изображены этапы работы по теме «Интерполяция». На Рис.1

приведена страница лабораторной работы с постановкой задачи. На Рис.2 представлен рабочий момент взаимодействия с программой – ввод начальных данных и графическая иллюстрация простейшего типа интерполяции.

Рис.3 Рис.4

На Рис.3 и 4 приведены рабочие окна, предназначенные для построения

интерполяционного многочлена в форме Лагранжа (слева) и Ньютона (справа). Рис.5 и 6 иллюстрируют работу с интерактивными тестами по той же теме.

Рис.5 Рис.6

Учебник тестировался (и в процессе тестирования улучшался) при

проведении занятий на механико-математическом факультете и факультете

79

высоких технологий по темам «Интерполяция полиномами» и «Численное интегрирование» (преп. Ширяева Е.В.). В результате его использования удалось существенно повысить понимание и усвояемость студентами курса методов вычислений.

Работа выполнена при поддержке ректората РГУ в 2004 году в рамках конкурса по развитию и внедрению информационных технологий в процесс обучения. Авторы выражают благодарность сотруднику ЮГИНФО Ткачевой Л.А. за терпение и внимательное отношение к авторам работы.

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КОЛЕБАНИЙ ЦЕПОЧЕК ФЕРМИ-ПАСТЫ-УЛАМА КАК СРЕДСТВО ОБУЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТАМ НЕЛИНЕЙНОЙ ДИНАМИКИ

Жуков К.Г., Чечин Г.М. Ростовский госдарственный университет, физический факультет chechin@phys.rsu.ru

Следует различать общие информационные технологии, которые применимы при решении широкого круга проблем (примером могут служить технологии обработки символьной информации, используемые в пакетах MAPLE, Mathematica), и частные технологии, используемые для решения относительно ограниченного круга задач.

Настоящий доклад посвящен одной из таких технологий для проведения научных исследований и для обучения студентов в области нелинейной динамики систем с дискретной симметрией.

Это новое научное направление развивается с конца прошлого века в Ростовском государственном университете. В его рамках была создана теория бушей мод, которые представляют собой некоторые точные динамические режимы нового типа в системах с дискретной симметрией [1-3].

По причинам простоты и наглядности особенно удобными для изучения бушей мод являются нелинейные моноатомные цепочки Ферми-Пасты-Улама [4-7]. С самого своего появления в середине прошлого века эта модель стала популярным объектом исследования, поскольку, в силу своей простоты, она предоставляет широкий простор для эвристического поиска. Неотъемлемой частью этого поиска всегда оставался вычислительный эксперимент. В результате, на цепочках Ферми-Пасты-Улама были открыты многие широко известные динамические режимы, например, такие, как солитоны и дискретные бризеры.

В рамках исследования бушей мод моделирование динамики цепочек Ферми-Пасты-Улама позволило установить ряд принципиально важных результатов. Достаточно упомянуть, например, открытый в работах [5-7] факт нетривиальной зависимости устойчивости бушей от полного набора начальных условий.

80

Все те же простота и наглядность цепочек Ферми-Пасты-Улама позволяют рассматривать их как удобную модель при обучении студентов элементам нелинейной динамики систем с дискретной симметрией. Удобство заключается в том, что эта модель, будучи весьма “прозрачной” (ее часто ассоциируют с цепочкой грузиков на пружинках), позволяет сконцентрировать усилия преподавателя и студентов на сути рассматриваемых физических явлений, которые оказываются при этом не завуалированными сложностью более реалистических моделей.

При моделировании динамики цепочек Ферми-Пасты-Улама использование готовых математических пакетов, например, из числа вышеупомянутых, часто оказывается малоэффективным. Это может быть связано с недостаточной скоростью вычислений или надежностью работы этих пакетов, а также с невозможностью при необходимости вклиниться в алгоритм численного решения. Поэтому возникает задача создания собственных средств для моделирования динамики цепочек Ферми-Пасты-Улама.

Нами создано Windows-приложение, написанное на языке C#, и позволяющее моделировать динамику моноатомной цепочки (FPU-α или FPU-β типов). В представленном варианте программа позволяет “в реальном времени” увидеть колебания рассматриваемой цепочки. При этом по желанию пользователя возможен вывод в виде анимации, как мгновенных атомных смещений, так и их разложения по нормальным модам.

С точки зрения внутреннего устройства программа состоит из трех основных блоков. В первом блоке реализовано решение уравнений движения цепочки в конфигурационном пространстве методом Рунге-Кутты четвертого порядка. Второй блок предназначен для проведения быстрого перехода в модальное пространство для построения каждого из кадров анимации. Метод этого перехода является вещественным аналогом быстрого преобразования Фурье. Третий блок программы реализует графический интерфейс, состоящий из элементов управления и области вывода анимации.

Важным аспектом выделения первых двух блоков является то, что они в определенном смысле самодостаточны и могут быть перенесены в другие программы. Более того, они могут быть предоставлены и для использования другими студентами, которым это позволит сэкономить время на написание и отладку собственных программ и, тем самым, в большей степени сконцентрироваться на творческом поиске. С точки зрения программирования язык C# представляется здесь весьма удобным средством, поскольку позволяет осуществлять обмен частями программ самыми разными способами, начиная от передачи написанных классов и заканчивая предоставлением web-интерфейсов.

Литература 1. Сахненко В.П., Чечин Г.М. Симметрийные правила отбора в

нелинейной динамике атомных систем, ДАН. 1993. Т.330, N3, 308-310.

81

2. Сахненко В.П., Чечин Г.М. Кусты мод и нормальные колебания для нелинейных динамических систем с дискретной симметрией, ДАН. 1994. Т.338, N1, 42-45.

3. G.M.Chechin and V.P.Sakhnenko, “Interactions between Normal Modes in Nonlinear Dynamical Systems with Discrete Symmetry. Exact Results”, Physica D 117, 43-76 (1998).

4. G.M.Chechin, N.V.Novikova and A.A.Abramenko, “Bushes of Vibrational Modes for Fermi-Pasta-Ulam Chains”, Physica D166, 208(2002).

5. Жуков К.Г., Рябов Д.С., Чечин Г.М. Построение бушей мод для нелинейных моноатомных цепочек, Электронный журнал "Исследовано в России", 137(2003), 1616-1644, http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2003/137.pdf

6. Жуков К.Г., Рябов Д.С., Чечин Г.М. Исследование устойчивости одномерных и двумерных бушей колебательных мод для цепочек Ферми-Пасты-Улама, Электронный журнал "Исследовано в России", 161(2003), 1945-1964, http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2003/161.pdf

7. G.M. Chechin, D.S. Ryabov, K.G. Zhukov, Stability of low-dimensional bushes of vibrational modes in the Fermi-Pasta-Ulam chains, arXiv:nlin.PS/0403040 v1 19 Mar 2004; Physica D, 2005, in press.

ЛАБОРАТОРНО-ИМИТАЦИОННЫЙ КОМПЛЕКС «ИНФОРМАЦИОННЫЕ СЕТИ»

Зеленский А.М., Секретев И.Н Ростовский госдарственный университет, факультет высоких технологий decanat@fvt.rsu.ru

В процессе организации лабораторного практикума по дисциплине «Информационные сети» возникает необходимость допуска студентов к установочным сетевым характеристикам рабочих станций локальной сети. Однако обеспечить полнорежимный допуск студентов относительно сложно, практическая же отработка студентами ограниченного количества практических процедур приводит к снижению качества обучения.

Цель настоящей работы состоит в повышении качества обучения по курсу «Информационные сети», за счет обеспечения студентам максимально возможного доступа к экспериментальным рабочим станциям для широкого применения на практике теоретических навыков, с быстрым восстановлением работоспособности компьютеров, в случае ошибок студентов.

В качестве экспериментальных станций нами было предложено установить на компьютеры, предназначенные исключительно для имитационного моделирования (закрыт доступ к командной строке, недоступна панель управления, все сетевые команды отключены, общие ресурсы закрыты), программного комплекса “VMware”. Данный комплекс позволяет полностью эмулировать необходимую операционную систему с

82

полным допуском ко всем ресурсам и необходимым инструментарием. Таким образом, студент может «добавить/удалить» сетевую карту, изменить протокол передачи данных, указать свои пути для маршрутизатора, править файлы реестра, лично устанавливать и стирать любые программы в режиме имитации настройки сети. Однако все эти манипуляции студента абсолютно не отразятся, как на работе данного компьютера, так и на работе всей сети в целом. Поскольку программа хранит виртуальную операционную систему в отдельном файле (создает ее образ), то в случае повреждения виртуальной операционной системы возможно легко (одним кликом) загрузить её заново с прежними работоспособными параметрами. Прежде, для разделения нескольких операционных систем приходилось создавать отдельные партиции на диске, долговременно устанавливать и настраивать ОС, для смены системы нужно было перезагружать компьютер, так же создавать массивные резервные копии на случай сбоя (как программного, так и человеческого фактора), теперь благодаря применению “VMware” все эти проблемы решены.

Отметим, что данный программный комплекс можно применить и для проведения других дисциплин, требующих применения экспериментальных рабочих станций с полным доступом, например «Информационная безопасность и защита информации», «Архитектура ЭВМ и систем», «Операционные системы», «Корпоративные информационные системы».

ЭЛЕКТРОННЫЙ УЧЕБНИК «ПРИКЛАДНАЯ ОПТИКА В ПРИМЕРАХ И ЗАДАЧАХ»

Зулкарнеева В.В., Гаврилова З.П. Ростовский государственный университет, факультет высоких технологий decanat@fvt.rsu.ru

Для повышения эффективности образования вводятся активные методики обучения, основным преимуществами которых, является сокращение числа лекционных занятий, при обеспечении получения студентами основных знаний посредством самостоятельного ознакомления с учебными материалами в доступной форме. Электронная форма представления образовательной информации представляет собой удобную альтернативу традиционным бумажным учебным материалам: учебникам, пособиям, журналам и т.д. Главные преимущества электронной формы представления учебной информации для самостоятельной работы студентов - большие выразительные способности в представлении учебного материала (видео, звук, динамические изображения - анимации), интерактивность, возможность проведения виртуальных экспериментов. Поскольку интерактивные модели и виртуальные эксперименты максимально приближены к реальным системам , то такой подход повышает интерес студентов к изучаемой дисциплине, улучшает качество подготовки, облегчает контакт студентов с новой областью знаний. Кроме того,

83

применение электронного учебника облегчает работу самого преподавателя на занятиях и может использоваться для самостоятельной работы студентов.

В соответствии с учебным планом по курсу «Прикладная оптика», преподаваемого студентам дневного отделения факультета высоких технологий был разработан электронный учебник «Прикладная оптика». Для создания электронного учебника по курсу «Прикладная оптика» использовались язык программирования HTML, ActionScript и среда Macromedia Flash MX. Лекционный курс и другие текстовые материалы электронного учебника представляются в виде статических HTML-страниц.

Рис.1. Схема учебника. Работа над дизайном электронной версии учебно-методических

материалов привела к созданию интерфейса обучающей среды, доступной пользователю-студенту и удобную для усвоения учебной информации, позволяющей легко «путешествовать» по структуре учебника. При этом каждый из обучающихся может индивидуально определять объем учебной информации по той или иной теме. Также можно использовать учебник как справочник и легко получить нужную информацию по нужному вопросу.

Как пользоваться учебником

Прикладная оптика

Оптические материалы

Оптоэлектроника

Схема

Хар-ки оптических материалов

Таблицы номинал . значений Программа курса

Параксиальная оптика

Оптические схемы

Оглавление

Примеры

Текст учебника

Мультим . илл-ции

Текст учебника

Мультим . илл-ции

Программа курса

Оглавление

Примеры

Программа курса

84

В состав электронного учебника входят следующие компоненты: • программа курса; • лекции по темам курса; • справочная информация; • иллюстрации и практические занятия по темам с мультимедийными

упражнениями к каждой теме. Схема учебника в общем виде приведена на рис. 1. Иллюстративный материал представлен цветными клипами,

подготовленными в среде Macromedia Flash MX, которые поясняют базовые понятия. Мультимедийные упражнения представляют собой виртуальные эксперименты, моделирующие процессы в оптических системах, и численно рассчитываются с помощью средств языка ActionScript , что позволяет интерактивно изменять параметры оптической системы в процессе работы и наблюдать процессы, происходящие в ней. Техника выполнения упражнения поясняется методическими указаниями по их выполнению.

Лекции по темам курса структурированы в виде гипертекста, что позволяет студентам достаточно быстро найти соответствующие страницы, если при выполнении заданий возникает необходимость получения справки. Помимо них обучающая система включает в себя программу курса, адаптированную к условиям учебного процесса, список по возможным темам рефератов, словарь терминов, список литературы.

В связи с тем, что в глобальной сети на сегодняшний день мультимедийные технологии Macromedia являются доминирующими, предполагается использовать электронный учебник не только в локальной сети факультета, но и в Интернет в связи с малыми размерами и малым временем подгрузки в сеть. Учебник легко может использоваться при создании информационных порталов, где предоставляются образовательные ресурсы, учебные, научно-популярные, познавательные и др. материалы по основным дисциплинам

Работа над электронным учебником продолжается- увеличивается количество заданий тренировочного характера, адаптируются методические указания к выполняемым заданиям (детальное описание порядка выполнения), обновляется курс лекций. Планируется дополнить учебник заданиями для дистанционного и очно-заочного обучения.

РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОННОЙ БАЗЫ ДАННЫХ «ПАСПОРТ ЗДОРОВЬЯ»

Иваницкая Л.Н., Леднова М.И., Морозова Г.И., Мартынова Г.Б., Щербина Д.Н. Ростовский государственный университет, УНИИ Валеологии valeocentr@rsu.ru

Своевременное распознавание и коррекция развивающихся дисфункций систем организма учащихся возможны только при создании условий для мониторинга их здоровья в динамике обучения. Мониторинг должен

85

включать технологии отслеживания и оценки параметров состояния организма человека с точки зрения их соответствия нормативным возрастным и индивидуальным значениям. Основой работы по динамическому наблюдению, формированию, развитию и сохранению здоровья учащего должен стать «Паспорт здоровья» – достаточный и необходимый набор параметров, описывающий психофизиологическую индивидуальность и текущее состояние человека. Паспорт здоровья индивида должен основываться на электронной базе данных, содержащей методы описания и оценки функционального состояния систем организма, которые позволят выявить факторы риска, связанные с образом жизни, сформировать индивидуальные нормативы, выявить резервы адаптационных возможностей систем организма, определить методы и средства развития и сохранения здоровья, необходимость медицинского участия.

Предлагаемый проект «Паспорта здоровья» основан на системном подходе и позволяет проводить обследования и формировать заключения как о состоянии отдельных систем организма, так и по всем системам. «Паспорт здоровья» выполнен в виде веб-приложения. В его основе лежит база данных, в которой хранятся результаты обследований. Интерфейсная часть приложения выполнена в виде совокупности веб-страниц, с которых обеспечивается доступ к базе данных. Вся логика обработки и визуального представления данных, включая алгоритмы интерпретации психофизиологических данных, содержится непосредственно в веб-страницах. Программная часть, включающая взаимодействие с базой данных и статистическую обработку результатов, реализована с помощью языка JavaScript.

Cтруктура «Паспорта здоровья» разработана на основе результатов проведения комплексных обследований здоровья учащихся и преподавателей, которые проводятся в Учебно-научно-практическом центре валеологии РГУ с 1998 г.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ Е–УЧЕБНИКА-ПРАКТИКУМА, Е2Е-ПРОЕКТОВ И ЭЛЕМЕНТОВ ДО В ОБУЧЕНИИ СИСТЕМНОМУ АНАЛИЗУ И МОДЕЛИРОВАНИЮ СТУДЕНТОВ-МАТЕМАТИКОВ

Казиев В.М. Кабардино-Балкарский государственный университет kaziev@kbsu.ru

Современная образовательная парадигма должна поддерживать процесс перехода от принципа учения, обучения к принципу научения, самообучения – наивысшей ступени образовательного процесса. Этот переход особенно актуален в информационном обществе, междисциплинарном и открытом образовании. Междисциплинарность понимается не в интуитивной, технократической связи дисциплин, накопления квантов знаний и умений, а в актуализации индивидуального и общественного интеллекта (например, в

86

информационных системах), образовании новых информационных, синергетических, самоорганизующихся структур (например, образовательных). «Открытость» образования, образовательной среды (системы и её окружения) понимается не только как «открытость по входу», а понимается в системном смысле, – как открытость по входу, структурам, ресурсам и стратегиям достижения цели.

Проблема имеет много аспектов: экономический, философский, педагогический, научно-технический, правовой и др. Нас будет интересовать больше педагогический и научно-методический аспекты, аспект повышения качества образования. Поддержка «разомкнутых» классических образовательных схем (основ классической образовательной парадигмы) типа «знания – умения – навыки», «ядро технологии обучения – преподаватель», «цель обучения – передача знаний» не являются достаточным в современном динамическом информационном мире. Проблемы эволюции информационного общества и современная системно-синергетическая картина мира, развитие новых технологий требуют, чтобы «знания работали на получение нового знания». Необходима поддержка «замкнутой» эволюционной диалектической образовательной спирали «знания – умения – навыки – актуализация (технология) – производство знаний» и схем типа «ядро технологии обучения – обучаемый», «цель обучения – самообучение», «время – один из наиболее существенных факторов образовательного процесса» и др.

Мы наблюдаем резкое взаимопроникновение областей наук и образования. Образуются новые информационные структуры и системы, происходит их самоорганизация, изменяются учебные и образовательные предпочтения, развиваются дистанционные и открытые формы образования, уменьшается время морального устаревания знаний и умений, возникают различные образовательные (учебные и обучающие) виртуальные сообщества, основные цели которых – синергетические: самопознание, саморазвитие, самовоспитание, самообучение и т.д. Виртуализация связей и отношений – основа международных образовательных программ и сообществ, повышения качества образования при надлежащем выборе критериев эффективности образовательного процесса.

Необходим переход от парадигмы обучения к парадигме учения, от парадигмы обучения функционирующим изолированным системам (т.е. без смены базовой цели и качественного изменения основных параметров) - к парадигме учения эволюционирующим системам (т.е. со сменой базовой цели и переходом к новому качеству). Необходима парадигма актуализации, усиления и изучения системно-синергетических связей открытой системы и его окружения, изучения и предвидения эволюции систем. Особенно важно такое предвидение в образовательных системах, так как в них достаточно большой цикл эволюции (часто около 10 лет). «Монодисциплинарные» методики, репродуктивно-репрезентативные дидактические методы, линейные модели и технологии обучения (отражающие линейность наших знаний) должны уступать место междисциплинарным методикам,

87

эвристическим, проектным, исследовательским дидактическим методам, нелинейным эволюционным моделям и технологиям получения и использования знаний, управления ими (отражающим нелинейность законов природы и общества).

Хотя одной из наиболее важных общеобразовательных целей информатики, информатизации общества является усиление межпредметных связей учебных предметов, восприятие целостной, системной картины мира, информационных процессов в обществе, в природе, в познании, развитие навыков, умений их выявления, описания, актуализации, но не менее важной проблемой является и эколого-экономическое образование.

Отметим и такие важные аспекты педагогики, психологии, нравственности обучения системному анализу, мышлению, экологии:

1) системно мыслящий и/или действующий человек, как правило, прогнозирует и считается с результатами своей деятельности, соизмеряет свои желания (цели) и свои возможности (ресурсы), учитывает интересы окружающей среды, развивает интеллект, вырабатывает верное мировоззрение и правильное поведение в человеческих коллективах;

2) системное образование стимулирует ("подстегивает") непрерывную научно - методическую работу преподавателя, стимулирует его саморазвитие, является более адекватной творческой формой организации обучения, развивает научно-исследовательские навыки.

Введем, по аналогии с B2B, P2P, B2C, мнемонику Е2Е для обозначения «Экология для экономики» или «Экономика для экологии». Это обозначение может ассоциироваться также и с системами типа «Электроника для экологии» или «Электроника для экономики» или же «Электроника для эколого-экономического моделирования». Это наиболее актуальный класс проблем и технологий для современного общества.

На кафедре информатики математического факультета КБГУ авторами разработано научно-методическое, дидактическое и программно-технологическое обеспечение для обучения основам системного анализа и моделирования, в частности, е-учебник-практикум, тестирующая система и банк тестов, модельные компьютерные программы (Е2Е-среды) и др. Они представлены частично на сайте http://www.kaziev.by.ru и используются в ряде вузов.

Отличительные стороны используемого подхода: • рассмотрение информационных процессов в системах с единой точки

зрения, с точки зрения поиска, описания их инвариантов, управляющих параметров;

• введение в синергетику информационных систем и в междисциплинарные аспекты;

• рассмотрение не только хорошо формализуемых и хорошо структурируемых систем, но также и плохо формализуемых и плохо структурируемых;

88

• более формализованное введение в суть наиболее важных (базовых) понятий системного анализа и моделирования;

• поддержка жизненного цикла исследования систем - от содержательной постановки рассматриваемой проблемы до получения, анализа решений, а также использование различного типа моделей и операций моделирования, различного аппарата;

содержательное обучение с использованием развивающих задач, этюдов, проектов.

ОПЫТ УНИВЕРСИТЕТА СЕВЕРНОЙ КАРОЛИНЫ (США) ПО СОЗДАНИЮ СИСТЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ И ВОЗМОЖНОСТИ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В РГУ

Карякин М.И. Ростовский государственный университет, механико-математический факультет karyakin@math.rsu.ru

В докладе представлен материал, полученный автором в ходе двухмесячной стажировке в университете штата Северная Каролина (North Carolina State University, NCSU) в рамках программы «Поддержка административного управления высших учебных заведений» Американского совета по международным исследованиям и обменам (IREX) при поддержке фонда Карнеги.

Дистанционное обучение – одно из интенсивно развивающихся направлений деятельности NSCU. Дистанционное обучение рассчитано в основном на студентов, которые по тем или иным причинам (проблемы с расписанием, удаленность места жительства, проблемы со здоровьем) не могут посещать традиционные занятия. Такое обучение сочетается с посещением кампуса для выполнения лабораторных работ, сдачи некоторых тестов и финальных экзаменов. Учебные курсы доступны студентам по кабельному телевидению, через Интернет, а также в виде набора видео-кассет, CD- или DVD-дисков.

Главным техническим исполнителем системы ДО является Инженерный колледж (отделение Computer Science), в котором собственная система «Engineering On-Line» развивается с 1978 г.

Основными направлениями здесь являются: • дистанционное получение степени мастера (аналог европейского

магистра) • дистанционные курсы без присуждения степени (профессиональная

переподготовка) • отдельные программы для бакалавров • набор дистанционных программ, включенных в глобальную

инженерную программу "2+2" (два года обучения в Community College у себя в городе, а затем двухлетнее «доучивание» до степени бакалавра в NCSU).

89

Внедрение данных технологий (дистанционного обучения вообще и web-ориентированных учебных курсов в частности) требовало решения целого ряда технических, организационных и управленческих проблем. В частности:

• Каким должно быть типовое оборудование для записи лекций и презентаций, и где его брать

• Подготовка персонала, занимающегося маркетингом и "продажей" курсов

• Подготовка персонала технической поддержки • Подготовленные к чтению Интернет-курсов, заочному (через e-mail,

чат, электронные доски объявлений и пр.) общению со студентами преподаватели

• Связи и кооперация с другими ВУЗами. • Деньги для решения поставленных выше проблем. Последняя проблема решена правительством штата: в 2000 г. принято

специальное постановление, полностью приравнивающее дистанционное обучение к обычному. Это сразу превратило полулюбительскую деятельность энтузиастов дистанционного обучения в профессиональную.

Руководство университета приняло решение о создании целого управленческого подразделения DELTA (Distance Education and Learning Technology Applications) со следующими подразделениями:

• Администрация DELTA o Отдел бизнес-планирования o Отдел маркетинга o Отдел стратегических инициатив и развития партнерств

• Служба новых образовательных технологий o Online-обучение и программы o Службы повышения квалификации персонала o Отдел подготовки и распространения носителей o Служба видео-коммуникаций

• Отдел планирование и развития дистанционного обучения Предложенная структура оказалась очень удачной не только для

решения перечисленных выше проблем, но и дальнейшего активного развития системы дистанционного обучения в NSCU и в штате в целом.

Можно отметить следующие факты, характеризующие степень успешности этой работы:

• 3,840 университетских курсов используют компьютерные сети для представления программ, презентаций, конспектов лекций, домашних заданий, индивидуальных заданий, решений задач и т.п.

• NCSU предлагает 616 дистанционных курсов • В 2001/2002 году дистанционно обучалось более 3,200 студентов, в

2002/2003 – более 5,500 студентов

90

Интересным примером новых идей и программ, связанных с внедрением дистанционных и компьютерных технологий в учебный процесс служит пилотный проект Инженерного колледжа «Студент+Компьютер». Основой для него послужил факт увеличения количества поступивших абитуриентов, имеющих компьютеры, за пять лет с 74% до 96%. Кроме того, по прогнозам аналитиков из DELTA через три года большинство студентов будет иметь мобильный компьютер. Цель проекта состоит в том, чтобы изучить как использование прямо на занятии студенческих ноутбуков и карманных ПК, подключенных к уже имеющейся системе беспроводных сетей, может быть использовано для совершенствования преподавания инженерных дисциплин.

Основным выводом, сделанным во время изучения истории и современного состояния дистанционного обучения в NCSU, является заключение о том, что для решения по-настоящему серьезных проблем, действительно нужен настоящий административный аппарат, а не «полуставочники». Оказывается, что в некоторых случаях не нужно бояться раздутых штатов – главное, чтобы они, хотя бы в принципе, были самоокупаемыми.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ MACROMEDIA ДЛЯ СОЗДАНИЯ УЧЕБНОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

Карякин М.И., Кондрашова А.С., Моисеенко И.В. Ростовский государственный университет, механико-математический факультет karyakin@math.rsu.ru

Macromedia Flash – относительно молодой и очень динамично развивающийся программный продукт. Уникальность его состоит в замечательной комбинации прекрасных графических инструментов, средств создания анимации и импорта мультимедиа-данных, а, главное, инструментов для реализации любого уровня интерактивности. Всего за несколько лет и несколько версий продукта (от 4-й до 7-й, называемой Flash MX 2004) интегрированный язык Action Script превратился из бледного подобия JavaScript в полноценный объектно-ориентированный язык уровня C#. Выросшие возможности персональных компьютеров позволяют использовать Flash не только для украшения веб-страниц, но и в качестве средства разработки самостоятельных проектов; при этом простота поддержки сетевых технологий полностью сохраняется. Эти проекты существенно отличаются по масштабам, оформлению и назначению. Разработка учебного программного обеспечения – одна из важных областей применения Flash-технологий.

Среди русскоязычных образовательных проектов, разработанных на Flash, можно упомянуть, например, сайт о президенте Российской Федерации для школьников (uznay-prezidenta.ru). Вместе с выбранным персонажем – Добрыней Никитиным, Илюшей Муромцевым или Аленушкой Попович – ребенок в яркой, красочной и, что важно, доступной форме узнает о

91

Президенте, Государстве, конституции, символике государства и т.д. На сайте также есть игра «Река времени», которая в форме сказки знакомит историей России. Очень интересным англоязычным Flash-проектом является необычная база данных - «Физика вокруг нас / Physics Life» (physics.org). Проект предназначен для самой широкой аудитории: школьников, учителей и родителей. Основная цель проекта – показать, что в самой повседневной жизни (в школе и дома, в офисе, на игровой площадке или автомобильной фабрике) окружающие нас предметы подчиняются законам физики, реализуют или используют те или иные физические понятия, закономерности или формулы. Нужно отметить, что предметная область обучения с использованием Flash чрезвычайно широка: от демонстрации программирования математических функций (flashteacher.ru) до красивых презентаций, посвященных жизни насекомых (mytinygarden.com).

Одно из важных достоинств Flash – простота реализации совместной работы над проектом, что позволяет использовать его для объединения школьников и студентов различного уровня подготовки в один коллектив. Данный доклад посвящен описанию нескольких таких проектов, разработанных и разрабатываемых школьниками, студентами РКСИ и студентами РГУ.

«Программирование для малышей». Целью данного проекта являлась создание программного продукта, позволяющего знакомить с основами алгоритмизации школьников начальных классов. Актуальность подобной работы связана с все более широким внедрением компьютерных технологий в окружающий мир и необходимостью более раннего приобщения человека не к пассивному, а к активному использованию этих технологий. Проект представляет собой сетевое Flash-приложение, позволяющее обучаемому сконструировать алгоритм из простейших кирпичиков и наглядно увидеть на экране выполнение этого алгоритма. От обучаемых не требуется даже умения писать: алгоритмические конструкции представляют собой красочные «кубики», а программирование состоит в их правильном (в соответствии с задачей) складывании. Исполнителями алгоритмов являются хорошо известные малышам герои мультфильмов или компьютерных игр. Отдельным Flash-приложением реализован редактор заданий, позволяющий учителю достаточно просто добавлять новые или исправлять существующие задания.

«Автоматический контроль грамотности». Разработанное в рамках данного проекта приложение осуществляет контроль грамотности в режиме словарного диктанта: испытуемый слышит слова или словосочетания, набирает их с помощью клавиатуры, а затем видит подробный разбор допущенных ошибок и итоговую оценку. Программа может быть использована в качестве вспомогательного учебного средства на уроках как русского, так и любого иностранного языка, а также как средство тестирования в различных областях человеческой деятельности: при приеме на работу, при конкурсном отборе и пр.

92

Данная программа прошла успешную апробацию в Лицее при Ростовском колледже связи и информатики: на уроках русского и английского языка, а также при вступительном тестировании детей, поступающих в Лицей. Итоги испытаний показали очень большой интерес учащихся к такой форме тестирования. Многим из них работа с данной программой чуть ли не впервые показала, что компьютер можно использовать не только для игр или сложных вычислений, но и в совершенно неожиданных областях. Проведенные испытания позволили внести в проект целый ряд усовершенствований. К работе над программой были привлечены несколько учеников Лицея и студентов колледжа, занимавшихся и занимающихся составлением заданий, озвучиванием текстов и т.д. Программа размещена на внутреннем сайте РКСИ, она использовалась на подготовительных занятиях с абитуриентами.

«NetCHESS». Целью работы являлось создание универсальной платформы для разработки современных обучающих компьютерных систем широкого профиля. Сформулированы основные требования, предъявляемые к таким системам, и описан блок программных средств, позволяющий эффективно их создавать. На конкретном примере создания обучающего Интернет сайта посвященного шахматной игре продемонстрированы общие универсальные технологии разработки обучающих многопользовательских Интернет-приложений.

В качестве средства разработки использована связка Macromedia Flash (клиентская часть) и Perl (серверная часть); показано, что именно такая связка является наиболее эффективной в смысле создания наглядных интерактивных презентаций, высокой скорости работы, надежности и простоты администрирования. Разработаны внешний и внутренний интерфейсы шахматного матча, реализован ряд алгоритмов, обеспечивающих взаимодействие Flash и Perl и контроль передаваемых данных.

Созданная система, включающая в себя электронный интерактивный учебник шахматной игры, среду виртуальных шахматных матчей, средства помощи и средства общения игроков/учащихся – чат и форум, размещена на сайте Воскресной компьютерной школы при мехмате РГУ (sunschool.math.rsu.ru/chess). Важным достоинством разработанной системы является минимальность требований, предъявляемых к серверу. Данная система может быть размещена практически на любом бесплатном Интернет-сервере, поддерживающем выполнение сценариев Perl. Кроме того, разработанное приложение является полностью автономным, т.е. не требующим обслуживания администрацией удаленного сервера.

Система является легко расширяемой; возможна организация турниров и чемпионатов. Легко расширяются блоки хранения и выдачи различных статистических данных и показателей. Разработанный движок пригоден для создания Интернет-порталов различной тематики: игровых (шашки, нарды, реверси, го и т.п.), информационно-обучающих, коммуникационных и пр.

Может сложиться впечатление, что на Flash создаются только детские (яркие, красочные) проекты, но это не так. Технологии Flash используются

93

для реализации обучающей системы «Labquest» для студентов 3-го и 4-го курса отделения «Механика» механико-математического факультете РГУ. Целью является моделирование процесса реального проведения экспериментов и лабораторных работ по механике, выполняемых студентами на кафедре теории упругости. Это моделирование включает в себя не только имитацию самого эксперимента, но и имитацию сдачи теоретического зачета по данной лабораторной работе. Интерфейс программы стилизован под компьютерные игры жанра «квест» (или adventure games). Место действия при этом может быть самым неожиданным: не только комната учебной лаборатории, но и избушка лешего в сказочном лесу или кабина космического корабля. Целью прохождения очередного этапа («уровня» игры) является сбор необходимых предметов, инструментов, экспериментальных образцов, чтение полезных инструкций для преодоления препятствий. От исполнителя могут понадобиться как знания теоретических фактов, умение решать задачи, так и изобретательность, и чувство юмора.

Представленные примеры, кроме всего прочего, демонстрируют назревшую необходимость включения курсов или спецкурсов по программированию на языке Action Script в среде Flash в программы подготовки специалистов в области компьютерных технологий различного уровня.

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ Web-ОРИЕНТИРОВАННОГО УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕКОГО КОМПЛЕКСА «ОБЩАЯ ПЕДАГОГИКА» В КЕМЕРОВСКОМ ГОСУНИВЕРСИТЕТЕ

Касаткина Н.Э., Архипова О.А. Кемеровский государственный университет kasatkina@kemsu.ru, olga@kemsu.ru

Современный воспитательно-образовательный процесс немыслим без использования информационно-компьютерных технологий. В настоящее время широко применяются различные электронные издания: компьютерные обучающие программы, электронные учебники, практикумы, как по дисциплинам естественнонаучного цикла, так и по гуманитарным дисциплинам. Внедрение их в процесс обучения позволяет повысить скорость и эффективность усвоения учебного материала студентами.

В последнее время появилось много электронных учебных курсов для гуманитариев: по истории, юриспруденции, экономике и другие, но по педагогике авторам не встречалось ни одного подобного продукта.

На протяжении многих лет при изучении курса педагогики использовались контрольно-обучающие программы, написанные еще для машин старого поколения (YAMAHA).

Поэтому с появлением современной техники и программного обеспечения с более широкими возможностями: звук, анимация, видео и т.д., было принято решение о создании Web-ориентированного учебно-методического комплекса по курсу «Общая педагогика».

94

На межвузовской кафедре общей и вузовской педагогики Кемеровского государственного университета совместно с сотрудниками университетского центра новых информационных технологий был разработан электронный учебно-методический комплекс по курсу «Общая педагогика». Работа выполнялась в рамках гранта научно-технической программы «Создание открытой системы образования КемГУ», 2002г. Электронный УМК включает в себя следующие части: программу курса, блок лекционного материала, практикум с элементами компьютерного контроля, компьютерные тесты и терминологический словарь по тематике учебного материала. УМК также имеет информацию по использованию и информацию об авторах.

При разработке данного УМК авторский коллектив руководствовался требованиями ГОСТ 7.83.-2001 «Межгосударственный стандарт СИБИД. Электронные издания. Основные виды и выходные сведения.», предъявляемыми при разработке электронного издания:

- наглядность, логичность, последовательность изложения материала; - доступность при освоении материала в УМК обучающимися; - наличие графического материала: схем, таблиц; - дружественный интерфейс; - понятная система навигации;

Гипертекстовая технология - это возможность осуществления переходов по специально оформленным словам или фрагментам текста, или также по определенным графическим объектам и изображениям. Наличие гипертекстовых ссылок позволяет обучаемому самому определять траекторию изучения учебного материала. И после результатов контроля либо вернуться к материалу повторно, либо продолжить изучение следующего блока.

Каждая лекция полностью охватывает изучаемый материал, а имеющиеся таблицы и схемы наглядно его дополняют.

На семинарских занятиях на протяжении последних пяти лет фрагментарно использовался контрольно-обучающий практикум, содержащий 12 тем, изучение которых завершается компьютерным тестом. Практикум реализован в виде мультимедийных презентаций. Для теста используется программная среда TEST2000, разработанная А.А.Заниным (Санкт-Петербург). Блок мультимедийных презентаций вошел в структуру электронного УМК.

Терминологический словарь имеет более 70 понятий, расположенных в алфавитном порядке. Переход осуществляется по кнопкам-гиперссылкам как в самом словаре, так и из текста, где данное понятие встретилось впервые.

Для компьютерного контроля можно использовать одну из двух программных оболочек: «TEST2000», приобретенную как свободно распространяемую для образовательных целей, или «Распределенную автоматизированную систему контроля знаний через Интернет (TESTS)», разработанную сотрудниками центра НИТ Кемеровского госуниверситета.

95

Анализ оценок, полученных студентами на экзаменах после работы с контрольно-обучающим практикумом и сдачи компьютерных тестов, показал, что количество оценок «4» и «5» в группах значительно больше по сравнению с теми группами, которые не смогли по каким-либо причинам поработать в компьютерном классе кафедры.

С этого года в учебный процесс в качестве самоподготовки к занятиям внедрен полный комплекс. Апробирование проводилось на лекционных занятиях у студентов исторического факультета. Лекция преподавателя была в электронном виде, а студенты могли в индивидуальном режиме вести конспектирование ключевых моментов, определений и т.п. Для проверки усвоения материала предлагается самопроверочный тест, т.е. студент в случае затруднения ответа мог вернуться к электронному конспекту лекции. Роль присутствующего лектора из преподавателя-информатора поменялась на преподавателя-консультанта и организатора и индивидуальной, и групповой работы.

Результаты анкетирования показали, что интерес у студентов к компьютерным технологиям значительно вырос по сравнению с двумя предыдущими годами. И этот интерес можно с успехом использовать в качестве стимула, повышающего интерес к конкретному изучаемому предмету. Более 75% опрошенных студентов высказываются положительно за сочетание классической формы лекции и лекции с использованием информационно-компьютерных технологий.

В дальнейшем при наличии мультимедийной аудитории можно с успехом использовать не только опорный конспект лекции, подготовленный в слайд-презентациях, но и использовать видео фрагменты ведущих лекторов из других вузов, видео фрагменты лучших учителей школ в качестве примеров методики ведения урока и т.п..

В настоящее время преподавателями межвузовской кафедры общей и вузовской педагогики широко используется в курсе занятий по педагогике и психологии фрагменты видеокассет с записанными лекциями ведущих преподавателей своей кафедры и из других вузов.

Разнообразие форм чтения лекции позволяет повысить интерес обучающихся, использование не только традиционных учебных материалов, но и электронных изданий способствует активизации самостоятельной работы студентов.

Важным моментом созданного электронного УМК «Общая педагогика» является достаточно высокая его мобильность, изменение материала, дополнение может легко вноситься в данный электронный продукт, не нарушая общей структуры комплекса. Каждый преподаватель может компоновать материал согласно плану своего занятия, добавлять собственным материалом и контрольными срезами, формировать свой комплект экзаменационных заданий с учетом читаемого курса.

Разработанный Web-ориентированный учебно-методический комплекс предназначен для всех специальностей вуза, где читается курс общей педагогики. УМК установлен в компьютерном классе межвузовской кафедры

96

общей и вузовской педагогики, где могут заниматься студенты разных факультетов. Web-ориентированный учебно-методический комплекс можно использовать в учебном процессе в различных вариантах: для самостоятельной работы студентов для подготовки к семинарским занятиям или экзаменам, а так же и для аудиторной работы в качестве разбора и закрепления материала семинарского занятия.

WEB-INTERFACE СИСТЕМЫ ПОСТРОЕНИЯ РАСПИСАНИЙ ЗАНЯТИЙ

Кирушева А.Е. Ростовский государственный университет, ЮГИНФО SAndreita@mail.ru

Темой настоящего доклада является разработка Web-интерфейса к БД, содержащей таблицы с информацией о расписании, учебной нагрузке, предметах, преподавателях, ведущих занятия. Целью работы было создание системы, позволяющей обычному пользователю, проходящему курс обучения по некоторой учебной программе, просматривать своё расписание через обозреватель Internet, а пользователю, обладающему определёнными привилегиями, выполнять такие задачи, как составление учебной нагрузки, её корректировка, создание и редактирование расписания занятий прямо в сети. При этом интерфейс системы необходимо было сделать как можно более понятным и простым.

Для реализации поставленной задачи в СУБД PostgreSQL 7.4 создана БД skirush. При разработке схемы БД рассмотрено несколько вариантов, учитывающих различные особенности работы системы. Сформулировано несколько основных предусловий:

• для составления расписания важно распределение предметов между преподавателями, т.е. учебная нагрузка;

• для реализации дополнительных функций (таких, как просмотр индивидуального расписания) была реализована регистрация всех преподавателей, курсы которых внесёны в учебную нагрузку;

• учебную нагрузку было решено распределять только между преподавателями, зарегистрированными в системе;

• занесение нагрузки жёстко привязывается к имеющимся в наличии учебным группам;

• для корректного внесения учебной нагрузки было решено различать предметы по их условному типу (теория/практика);

• именование групп и потоков подчинено строгому правилу, согласно которому каждая группа или поток имеют уникальные названия;

• введены в рассмотрение вместимость аудиторий и число студентов в учебной группе;

• для того чтобы учесть расположение предметов в расписании по дням, часам пары и неделям (верхней/нижней), а также для

97

устранения избыточности информации, хранящейся в таблицах БД, были созданы вспомогательные таблицы;

• для того чтобы иметь возможность редактировать расписание постепенно, сохраняя старый вариант, было решено все изменения проводить в рабочих таблицах, используя их как некоторый буфер.

Доступ к БД осуществляется на стороне Web-сервера (спецификация CGI, скрипты написаны на языке Perl) и реализуется на основе HTML-форм, сгенерированных с помощью набора функций модуля CGI.pm, включённого в состав стандартного дистрибутива Perl, начиная с версии 5.004. Помимо этого используется ряд самостоятельно написанных функций, включённых в 3 модуля:

• Sched1.pm, содержащий функции работы с данными из таблиц БД и с данными, используемыми для генерации и обработки XML;

• Sched2.pm, содержащий дополнительные функции работы с HTML;

• Sched3.pm, содержащий функции построения сетки расписания. Для создания более дружественного интерфейса приложения

использованы JavaScript-функции, работающие на стороне клиента. Использован механизм cookies, являющийся основным средством для запоминания индивидуальных пользовательских данных.

Для более удобного занесения информации об учебной нагрузке применены технологии XML и XSLT. Сведения можно подавать в виде XML-файла заданной структуры. Администратор системы или пользователь, обладающий достаточными знаниями, имеют возможность создать подобный файл самостоятельно вне системы и загрузить его содержимое в таблицу после соответствующей проверки формата и непротиворечивости вводимых данных. Пользователи, не имеющие представления о технологии XML, могут создать файл с помощью системы и загрузить его содержимое в таблицы. При этом создание файла может быть протяженным во времени. Для более удобного представления данных, которые пользователь вносит в создаваемый файл, используются XSL-преобразования.

Для защиты от несанкционированного доступа используется метод «basic authentication» сервера Apache. Выполнение таких операций, как манипулирование учебной нагрузкой и корректировка расписания занятий, предполагает определённую ответственность. Поэтому ряд функций: занесение, изменение, удаление нагрузки, составление расписания – недоступен обычному пользователю.

В настоящее время в системе реализованы функции просмотра расписания (как всего, так и индивидуального для преподавателя или группы), регистрации преподавателей, изменения их данных о себе, занесения, исправления, удаления сведений об учебной нагрузке, составления нового и редактирования существующего расписания занятий, работы с сохранёнными версиями расписания.

98

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА ЧАСТИЦ (ДИДАКТИЧЕСКИЙ ПРАКТИКУМ ПО МЕХАНИКЕ)

Козленко Г.В., Саченко В.П., Фомин Г.В. Ростовский государственный университет, физический факультет fomin@rsu.ru

Рост производительности компьютеров позволяет ставить в качестве студенческих практикумов задачи на численное моделирование все более сложных физических систем. В частности это относится к задаче о движении системы произвольного числа взаимодействующих частиц.

Целью предлагаемого в докладе проекта является студенческий практикум по моделированию произвольной системы частиц, взаимодействующих между собой посредством классических полей. Проект состоит из оболочки, файла со статической информацией, дающей введение в поставленную задачу и содержащей контрольные вопросы, и, собственно, файлов исполняемого кода проекта, симулирующего задачу о движении замкнутой системы частиц.

Коды оболочки проекта и главного приложения написаны в среде Delphi как оконные приложения OS Windows. Файл со статической информацией может использоваться в форматах .doc и .html.

Окно главного приложения состоит из ряда панелей и управляющих элементов, которые позволяют смоделировать различные конфигурации замкнутой системы частиц. В программе задается число частиц системы, тип взаимодействия, начальные параметры (масса, начальные положения и скорости, и т.д.). По умолчанию значения масс, зарядов, положений и скоростей частиц устанавливаются генератором случайных чисел. Затем пользователь устанавливает эти параметры в соответствии со своими требованиями. Если он хочет вернуться к установке через генератор случайных чисел, он нажимает кнопку «Встряхнись». Использование генератора случайных чисел для установки начальных параметров позволяет более эффективно отлаживать приложение. После того как введены начальные данные, можно собственно начать моделирование сконфигурированной системы.

Процесс моделирования системы можно явно наблюдать – сама система частиц выводится на экран в трехмерном виде. Также можно настроить вывод траекторий движений, осей координат. Скорость процесса моделирования можно изменить, можно сделать реверс – инвертировать время протекания процесса, можно изменить масштаб изображения. В любой момент можно посмотреть текущие параметры системы.

99

О ПРОЕКТНО-РЕФЛЕКСИВНОМ ПОДХОДЕ К ФОРМИРОВАНИЮ ИНФОРМАЦИОННОЙ КУЛЬТУРЫ ПЕДАГОГА

Конюшенко С.М. Калининградский государственный университет sm@albertina.ru

Проблема формирования информационной культуры педагога представляется сегодня одной из важных проблем высшей школы. Ее решение в области профессиональной подготовки и повышения квалификации педагогов сегодня начинает активно обсуждаться. В данной статье предлагается авторское видение решения заявленной проблемы.

При создании авторской концепции [1] мы исходили из главной идеи о том, что формирование информационной культуры (ИК) педагога должно предусматривать использование проектно-рефлексивного подхода, который отражает несколько идей:

1) развитие информационной культуры педагога возможно только в деятельности, требующей от педагога интеграции его компьютерной компетентности с педагогической компетентностью;

2) не всякая деятельность может способствовать развитию информационной культуры педагога. К деятельности, обладающей такой возможностью, мы относим проектную деятельность, выполняемую педагогом с применением информационных технологий. Результатом такой деятельности выступает, с одной стороны, авторское решение определенной педагогической задачи (например, блочно-модульная организация изучения темы), а с другой стороны, результат проектной деятельности заключается в повышении качества образования обучающихся, в развитии информационной культуры обучающихся и самого педагога;

3) формирование ИК педагога требует развития рефлексивных процессов, которые выступают системообразующим фактором развития психологического, деятельностного и информационного компонентов ИК, оказывая воздействие на способности педагога интегрировать названные аспекты в своей профессиональной деятельности;

4) развитие рефлексии как основы формирования ИК требует специальной работы педагога по анализу собственной проектной деятельности, выполненной с применением информационных технологий. Анализ должен осуществляться по двум направлениям:

- выявление психических состояний, которые возникали у самого педагога;

- выявление психических состояний обучающихся. Для педагога важно выяснить собственные психические состояния в

ходе информационной деятельности по созданию проекта и в процессе его реализации в обучении и воспитании обучающихся. Это позволит почувствовать психические состояния, которые могут возникать у обучающихся при ознакомлении с результатами проектной деятельности педагога. Второе направление анализа важно осуществить для того, чтобы

100

максимально приблизиться к уровню восприятия, переработки, осмысления, оценки обучающимися предлагаемой информации и способов ее трансформации в презентацию. Важность этого анализа и в том, что он позволяет учесть особенности информационной культуры обучающихся для организации учебно-познавательной деятельности и одновременно с этим развития их информационной культуры;

5) реализация проектно-рефлексивного подхода обеспечит развитие информационной культуры педагога, если будет предусматривать целенаправленную деятельность по ее формированию, развитию и саморазвитию у самого педагога, а также, если педагог будет заниматься специально формированием и развитием информационной культуры обучающихся.

Как показывает практика [2], педагоги редко отслеживают в процессе работы свои реакции, состояния, ощущения, хотя это также является следствием их взаимодействия с обучающимися. По мнению С.А. Циттель, педагогическая деятельность рефлексивна по своей природе. В связи с этим принципиальное значение имеет развитие у студентов, преподавателей вузов и учителей информационно-педагогической рефлексии, воспитание потребности в ней.

Известно, что обучающиеся далеко не всегда способны самостоятельно вычленять в учебной деятельности различные ситуации, требующие рефлексивного осмысления. Они должны быть выделены педагогом и даны обучающимся как особые задачи, требующие от них специфической мыслительной деятельности. Как видим, педагог должен обладать соответствующими умениями.

Таким образом, актуальной является проблема обучения педагогов рефлексивной деятельности при использовании информационных технологий для составления учебных проектов, для проектирования собственной деятельности в процессе обучения. Вместе с этим актуальной становится проблема разработки и включения в методическую систему обучения педагогов проектно-рефлексивной деятельности системы специальных задач и заданий. С одной стороны, задач, отражающих специфику учебного предмета (в том числе и такого предмета, который является не самоцелью, а дополнением к основным общеобразовательным дисциплинам, - это информационные технологии). И с другой, таких, решение которых требует различных видов и форм рефлексии.

Для развития информационной культуры педагога на основе проектно-рефлексивного подхода важным является положение о том, что воздействие на педагогическую практику должно иметь два вектора:

1) преобразование рефлексии педагога-практика (результатом такого преобразования должно стать появление умения педагога выделять способы действий, затрагивающие реальное изменение обучающихся, их способностей, механизмов сознания);

101

2) изменение самих способов действия педагога-практика через его рефлексию прошлого опыта, осознания ограничений прежних способов работы.

Безусловно, первое и второе направления изменений связаны друг с другом. Меняя рефлексию и осознание своего собственного действия, человек очень часто меняет характер построения действия. Но это, как правило, происходит в тех случаях, когда человек в рефлексии выделяет способ своего действия [3].

Итак, представленный кратко проектно-рефлексивный подход к формированию информационной культуры педагога обладает, на наш взгляд, свойством усиливать педагогическую и психологическую основу процесса профессиональной подготовки, что способствует развитию не только знаний и умений в области информационной деятельности, но и развитию способностей (рефлексировать, предвосхищать, обеспечивать понимание информации и др.), необходимых для эффективного использования информационных технологий в педагогической деятельности.

Литература 3) Конюшенко С.М. Формирование информационной культуры педагога

в системе непрерывного профессионального образования. – Калининград:Изд-во КГУ, 2004. – 248 с.

4) Циттель С.А. Рефлексия как средство профессионально-педагогической подготовки будущих учителей, http://masu.ru/masu/science/sbornik/32.htm.

5) Громыко Ю.В. Выготскианство за рамками концепции Л.С.Выготского. К идее мыследеятельностной антропологии. – М.: Пайдея, 1996. – 236 с.

ЭЛЕКТРОННЫЙ УЧЕБНИК «АРХИТЕКТУРА ИНТЕГРИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНЫМИ ПРОИЗВОДСТВАМИ»

Корохова Е.В., Свечкарев В.П. Ростовский государственный университет, факультет высоких технологий decanat@fvt.rsu.ru

Электронный учебник - программно-методический комплекс, обеспечивающий возможность самостоятельно освоить учебный курс или его большой раздел. Предположительно он соединяет в себе свойства обычного учебника, справочника, задачника и лабораторного практикума. Предлагаемый учебник реализует именно такую стратегию построения. В нем предлагается рассмотрение основ системной интеграции во взаимосвязи с архитектурой системы управления применительно к высокотехнологичным производствам, а именно архитектур интегрированных систем управления.

Под архитектурой системы в учебнике понимается такая совокупность характеристик, которая необходима для достижения системных целей. В

102

основу изложения положено морфологическое описание системы - описание структуры системы как совокупности элементов этой системы и необходимого для достижения цели набора отношений между ними. На основе описания структуры системы формируется функциональное описание системы (т.е. описание законов функционирования, эволюции системы, наконец, выявление ее целевых интегративных свойств). Если целью развития является обретение необходимого (или заданного) интегративного свойства системы, то процесс развития - это процесс интеграции объектов в систему.

Такая направленность потребовала изложения своеобразного введения в архитектуры систем управления и систем автоматизации технологическими производствами, где системный подход подкреплен соответствующим представлением вопросов структурирования систем управления в зависимости от особенностей объектов управления (от технологических параметров к технологическим производствам) и описанием структур систем автоматизации технологических производств, как совокупности подсистем обеспечения эффективного управления. После формулировки и описания архитектуры интегрированных систем, принципов интеграции и видов интегрированных систем, в учебнике представлены компьютерно-интегрированные системы, программные и информационные среды интегрированных систем, функционально-интегрированные системы управления и, наконец, методологии построения интегрированных систем управления, в частности, методология интеграции приложений. Таким образом, работа методологически сочетает описания системных элементов с представлением интегрированных архитектур, реализующих в процессе функционирования итерации автоматизации и управления, и представляющих собой в общем виде развивающуюся систему, эволюционирующую в соответствии с изменяющимися целями.

Учебник подготовлен на основе материалов курса по дисциплине «Архитектура интегрированных систем управления», читаемого автором на кафедре «Системный анализ и управление» факультета высоких технологий Ростовского государственного университета. Материал пособия структурирован по десяти темам (в соответствии с принятой концепцией изложения) в виде семнадцати лекций (односеместровый курс – одна лекция в неделю) и семи дополнительных тем для самостоятельной проработки (рассматриваемых на практических или семинарских занятиях). Небольшой размер отдельных файлов электронного учебника (не более 25 килобайт) загружаемых через Интернет позволит быстро получить к ним доступ (если предполагается размещать учебник в сети). Следует отметить интуитивно-понятный интерфейс, который позволит затратить минимальное время на обучение основам работы с электронным учебником даже при низком уровне знания компьютерной техники и возможность самоконтроля обучаемого, которая представлена в виде набора тестов по каждому из пройденных разделов теории.

103

Учебник ориентирован на студентов, магистрантов и аспирантов, осваивающих специальности и направления, связанные с различными аспектами управления высокотехнологичными производствами. Материал может быть также полезен специалистам и научным работникам, занимающимся исследованием проблем построения интегрированных систем управления.

ЭЛЕКТРОННЫЙ УЧЕБНИК «МОДЕЛИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ»

Корохова Е.В., Свечкарев В.П., Гогенко О.А. Ростовский государственный университет, факультет высоких технологий decanat@fvt.rsu.ru

Повышение эффективности дистанционного образования (ДО) в значительной степени связано с использованием электронных учебников, позволяющих, как получать информацию в удобном для восприятия виде, так и проверять степень ее усвоения. Особенно актуальным представляется использование электронных учебников в курсах, образовавшихся на пересечении фундаментальных (прикладных) и информационных дисциплин. Решение именно такой задачи иллюстрируется на примере учебника «Моделирование информационных систем». Основным назначением изучаемой дисциплины является получение студентами теоретических знаний в области построения ИС и их использования в прикладных аспектах проектирования и эксплуатации автоматизированных систем. Данная дисциплина является достаточно новой и на данный момент не существует универсальных пособий и учебников. Это является дополнительным преимуществом разрабатываемого учебника.

Процесс разработки учебника в общем виде можно представить в виде следующей SADT-диаграммы (см. рис.1.).

Исходные материалы

Анализ дисциплины Разработка

структуры Обработка данных

Рис.1. SADT-диаграмма процесса разработки учебника

Электронный учебник

Выбор технологии

Верстка, отладка

Разработка дизайна

Методические требования

РазработчикСредства разработки

104

Исходя из основных требований к знаниям, умениям и навыкам, которыми должны овладеть студенты (знать основы функциональной организации и архитектуру ИС; уметь обоснованно выбирать необходимые для выполнения исследовательских задач ИС, осуществлять описание и моделирование архитектур ИС; приобрести навыки моделирование архитектур ИС и оценки системных ресурсов для конкретных задач управления) формируются методические требования к электронному учебнику.

Система требований к структуре электронного учебника включает: интуитивно-понятный интерфейс, который позволит затратить минимальное время на обучение основам работы с электронным учебником даже при низком уровне знания компьютерной техники; возможность самоконтроля обучаемого, которая представлена в виде набора тестов по каждому из пройденных разделов теории; небольшой размер отдельных файлов электронного учебника (не более 50 килобайт) загружаемых через Интернет, что позволит быстро получить к ним доступ (если предполагается размещать учебник в сети); эргономичность. Система навигации по учебнику должна предоставлять следующие возможности: переход из конца в начало текущего документа; переходы к следующей и предыдущей страницам документа; перемещение по теоретическому материалу при помощи содержания, состоящего из ссылок на отдельные разделы учебника; различные дополнительные перекрестные ссылки, необходимо для повышения быстроты и удобства доступа к данным.

Средства разработки программного обеспечения образовательных сред требует разграничения между программными средствами, обеспечивающими коммуникационную инфраструктуру для образовательных технологий, специализированными информационно-образовательными средами и курсами образовательной программы, а также инструментальными средствами разработки обучающих программ.

Из возможных альтернатив в качестве средств разработки электронного учебника, был выбран язык HTML и пакет MS FrontPage. HTML является одним из наиболее распространенных языков программирования для представления материалов в сети Интернет. Кроме того, в стандартную поставку наиболее широко распространенных операционных систем Windows95-2000, Windows XP и др, входит просмотрщик (browser) интернет-страниц. А в случае использования других операционных систем - существуют другие браузеры, распространяемые фирмами-производителями на бесплатной основе. При разработке учебника, язык HTML позволит реализовать следующие возможности: систему гиперссылок, позволяющих практически мгновенно перемещаться внутри учебника, а при наличии удаленного доступа - использовать ресурсы сети Интернет; возможность использования динамически изменяющейся информации (изображений, анимации и др.), что позволяет отобразить практически любой процесс в его динамике; уникальные возможности к творческому подходу представления

105

материала. Это могут быть фотографии, графики, рисунки, текст, видеофрагменты, звуковые вставки и т.д.

Наиболее удобным языком моделирования процессов является IDEFO, предложенный более 20 лет назад Дугласом Россом (SoftTech, Inc.) и называвшийся первоначально SADT - Structured Analysis and Design Technique. В IDEF0 система представляется как совокупность взаимодействующих работ или функций. Такая чисто функциональная ориентация является принципиальной - функции системы анализируются независимо от объектов, которыми они оперируют. Это позволяет более четко смоделировать логику и взаимодействие процессов организации ИС. Поэтому предлагается использовать при оисании процессов и структур использовать CASE-средство верхнего уровня BPwin, поддерживающее методологии IDEF0 (функциональная модель), IDEF3 (WorkFlow Diagram) и DFD (DataFlow Diagram).

Знания и навыки, полученные студентами при обучении по предлагаемому учебнику, могут быть использованы в курсе «Проектирование информационных систем», а также, при выполнении курсовых и дипломных работ.

АНАЛИЗ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ БАЗЫ ДАННЫХ «АБИТУРИЕНТ»

Корохова Е.В., Фоменко Е.С., Козуб Ю.А. Ростовский государственный университет, факультет высоких технологий decanat@fvt.rsu.ru

Ежегодно на факультет высоких технологий РГУ приходят сотни абитуриентов. Приемная комиссия занимается организацией и проведением отбора лучших, обладающих необходимым уровнем знаний, для учебы в университете. При работе с большим числом людей ей приходится иметь дело с огромным количеством информации, поэтому возникает необходимость структурирования и организации сбора, хранения, обработки, анализа и эффективного доступа к накопленным данным.

Целью данной работы является создание базы данных (БД) «Абитуриент», которая позволит автоматизировать работу технического секретаря приемной комиссии факультета высоких технологий РГУ.

Анализ деятельности Центральной приемной комиссии (ЦПК) РГУ позволил сформулировать следующие требования к проектируемой БД: функции: сбор данных об абитуриентах; поиск и фильтрацию данных; формирование текущей и отчетной документации (экзаменационные ведомости, расписание экзаменов, списки групп для сдачи экзаменов, списки зачисленных и т. д.); данные: порядковый номер; регистрационный номер; дата подачи документов; фамилия, имя, отчество; адрес проживания, контактный телефон; паспортные данные; документ о полученном образовании; отметка о наличии медали, диплома с отличием, целевого направления либо инвалидной группы; оценки, полученные на экзаменах,

106

отметка о поступлении; а также данные о следующих объектах: преподавателях, которые принимают экзамены (фамилия, имя, отчество преподавателя, дисциплина, которую он принимает); наличии аудиторий (номер, количество мест в аудитории); наличии специальностей на факультете (номер, название факультета, код, название специальности); дисциплинах (название), которые должен сдавать абитуриент, поступая на определенную специальность.

Используя описание информационных процессов протекающих в ЦПК РГУ, представленное в виде совокупности SADT-диаграмм (рис.1), в среде BPwin разработана контекстная модель работы приемной комиссии и проведена ее декомпозиция. Анализ полученных моделей позволил: выявить основные функции ЦПК, представленные на диаграммах блоками; определить взаимосвязь функций через дуги, соединяющие блоки; выделить объекты БД - дуги; провести классификацию объектов на входные, выходные, управляющие и механизмы; сформировать иерархию моделей, описывающих деятельность системы.

10р.

сборинформации

20р.

анализподаваемыхдокументов

30р.

оформлениедокументов

40р.

прием экзамена

50р.

анализ документов

60р.

представлениеданных в

необходимой форме

персонал

условияприемаэкзамена

ограничения

спискиабитуриентов

результатыэкзамена

оформленныедокументы

отказ

списокзачисленных

требуемаяформапредставления

компьютер

экзаменационныйлист

другаяинформация

док-ты

принятыедокументы

данные обабитуриентах

правила приемадокументов

правилаоформлениядокументов

информацияопоступивших

Рис.1. Диаграмма декомпозиции БД «Абитуриент» На следующем этапе на основе полученных моделей в среде ERWin

разработаны логическая и физическая структура БД, представленные на рис.2,3.

Использование проектируемой БД позволит не только автоматизировать работу секретаря приемной комиссии, но и проводить анализ результатов вступительных испытаний для выявления целевой аудитории - сформировать списки школ, выпускники которых представляют наибольший интерес (наиболее успешно сдают вступительные экзамены, успешно учатся в дальнейшем, наиболее дисциплинированы и т.п.), списки регионов и городов, в которых они расположены для организации выезда преподавателей факультета в эти школы.

107

prepodavatelfamilia: Stringima: Stringot4estvo: String

disziplina_prep: String

gruppanum_fak: Numberkod_spez: Numbernum_gr: Number

auditorianum_fak: Numbernum_audit: Number

koli4estvo mest: Number

disziplinanum_disz: Numberfamilia: Stringima: Stringot4estvo: Stringnum_fak: Numbernum_audit: Number

nazvanie_diszipl: String

spezialnostkod_spez: Numbernum_fak: Number

nazvanie_spez: Stringdata_za4islenia: Datetimestoimost: Number

fakultetnum_fak: Number

nazvanie_fak: String

abiturienttab_num: Stringkod_spez: Numbernum_fak: Numbernum_gr: Number

poradk_num: Numberfamilia: Stringima: Stringot4estvo: Stringdata_poda4i_dok: Datetimenum_pass: Numberindex: Numberstrana: Stringregion: Stringgorod: Stringadress: Stringtelefon: Numbernum_attestata: Stringnali4ie_medali: String

Рис.2. Логическая модель ИАС «Абитуриент»

prepodavatelfamilia: Stringima: Stringot4estvo: String

disziplina_prep: String

raspisanie_ekzamenakod_spez: Number (FK)num_disz: Number (FK)num_fak: Number (FK)familia: String (FK)ima: String (FK)ot4estvo: String (FK)num_audit: Number (FK)

data_provedenia: Datetime

gruppanum_fak: Number (FK)kod_spez: Number (FK)num_gr: Number

auditorianum_fak: Number (FK)num_audit: Number

koli4estvo mest: Number

disziplinanum_disz: Numberfamilia: String (FK)ima: String (FK)ot4estvo: String (FK)num_fak: Number (FK)num_audit: Number (FK)

nazvanie_diszipl: String

spezialnostkod_spez: Numbernum_fak: Number (FK)

nazvanie_spez: Stringdata_za4islenia: Datetimestoimost: Number

fakultetnum_fak: Number

nazvanie_fak: String

abiturienttab_num: Stringkod_spez: Number (FK)num_fak: Number (FK)num_gr: Number (FK)

poradk_num: Numberfamilia: Stringima: Stringot4estvo: Stringdata_poda4i_dok: Datetimenum_pass: Numberindex: Numberstrana: Stringregion: Stringgorod: Stringadress: Stringtelefon: Numbernum_attestata: Stringnali4ie_medali: String

vedomostnum_fak: Number (FK)kod_spez: Number (FK)num_disz: Number (FK)num_gr: Number (FK)familia: String (FK)ima: String (FK)ot4estvo: String (FK)num_audit: Number (FK)

ozenka: Number

Рис.3. Физическая модель ИАС «Абитуриент» в среде ERwin

108

ЭЛЕКТРОННЫЕ СЛОВАРИ КАК СПРАВОЧНО-ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ ИНОСТРАННЫМ ЯЗЫКАМ

Косоногова О.В. Ростовский государственный университет, кафедра английского языка гуманитарных факультетов chislova@english.rsu.ru

Использование компьютерных технологий в процессе обучения английскому языку является неотъемлемой частью научной и научно-методической работы кафедры английского языка гуманитарных факультетов РГУ. В частности, организована работа в компьютерных классах, в которых студенты имеют доступ к обучающим английскому языку мультимедийным программам, созданным преподавателями кафедры (напр. «Talk!», «Sherlock Holmes», «Passive Voice», автор Числова А.С., «Alice in Wonderland», автор Косоногова О.В.) совместно с лабораторией «Мультимидеа». В обязанность преподавателей также входит организация самостоятельной работы студентов по изучению английского языка, что включает себя подбор соответствующего вспомогательного материала, в том числе и в электронном виде. В качестве доступного справочно-информационного средства для самостоятельной работы студентами может быть использованы универсальные электронные энциклопедии, специализированные энциклопедии, электронные словари. Из всех указанных средств информационной поддержки деятельности обучаемых наиболее популярными являются электронные словари, Несмотря на доступность в приобретении подобных словарей, обучаемые нуждаются в определенной рекомендации по их выбору и обучению навыкам самостоятельной работы с ними, что является задачей преподавателя.

Так, например, студенты должны обладать сведениями, что электронные словари делятся на три категории: генеральный словарь, словарь общего пользования, словарь общего назначения – неотключаемая основа перевода, специализированные словари (по определенным темам), не обязательно поставляемые вместе с программой перевода, но устанавливаемые при желании и подключаемые по мере необходимости, и пользовательские, создаваемые и редактированные самими пользователями. Генеральный словарь недоступен для просмотра и редактирования, а статьи специализированного словаря можно видеть, но нельзя редактировать.

Одним из самым мощных электронных словарей является словарь Lingvo 7.0 и его расширенная версия Lingvo 8.0 компании ABBYY, который существует в двух вариантах: как большой англо-русский и русско-английский и как многоязычный словарь для перевода с английского, итальянского, немецкого, русского (Lingvo Thesaurus (Ru), французского на русский и в обратном порядке, с русского на все вышеуказанные языки. Данная система словарей содержит более 1 200 000 словарных статей в 18 общих и специализированных словарях, 400 Мб «живого» голоса диктора,

109

полнотекстовый поиск по всем словарям с иноязычной и русской морфологии. Рассмотрим некоторые из них:

1.Тезаурус русской деловой лексики (The Thesaurus of Russian Business Words).

Лексическая основа словаря получена в результате полуавтоматического анализа большого корпуса текстов, принадлежащих т.н. "деловой прозе".

Словарь дает возможность пользователю при создании или переводе документа выбрать то слово, которое в наибольшей степени соответствует его намерению, стилю текста, контексту и т.п.

Большие возможности дает совместное использование словаря-тезауруса и двуязычных технических и деловых словарей.

2. LingvoUniversal (En-Ru). Словарь подготовлен группой прикладной лингвистики компании ABBYY. LingvoUniversal (En-Ru) представляет собой исправленное и дополненное издание совершенно нового словаря, специально созданного для электронного показа и впервые появившегося в версии Lingvo 6.0 в 1998 году.

В LingvoUniversal (En-Ru) совмещены функции переводного и толкового словаря. Это позволяет использовать его как для перевода с английского на русский, так и для написания текстов на английском языке. Для обеспечения этой возможности многие лексические значения снабжены толкованиями, комментариями об использовании, примерами употребления, включены в синонимические ряды. Например:

Tissue 1. а)текст. Ткань (особо тонкая, дорогая), материя. б) перен. Паутина, сеть, сплетни. The tissue of misrepresentations woven round us. – Вокруг нас плетется

сеть умышленных искажений. Syn.: cobweb, spider’s web При подготовке издания было проанализировано большое количество

лексикографических источников и актуальных английских текстов для того, чтобы сделать словарный состав и структуру значений современными. В частности, в словарь внесено большое количество разговорных и обесцененных значений, без которых картина современного английского языка была бы явно неполной.

Большое количество примеров, сопровождающих словарные статьи, ориентировано не только на иллюстрирование лексических значений, но и является мощным источником информации при работе с системой полнотекстового поиска Lingvo 7.0 (150 тыс. статей).

Экспериментальный научно-технический словарь изготовлен группой прикладной лингвистики компании ABBYY с помощью полуавтоматической технологии обработки большого массива параллельных текстов, относящихся к разным областям естественных наук и техники.

3. Polytechnical (En-Ru). 200 т. статей. Данный словарь является первой попыткой в отечественной

лексикографии представить наиболее полно современное состояние англо-

110

американской и русской общетехнической и отраслевой терминологии, а также терминологии по прикладным наукам.

Создание подобного словаря стало возможным только при участии большого коллектива специалистов в различных областях, занимающихся проблемами терминологии и научно-технического перевода.

В словаре дана подробная разработка многозначности английского термина. При различных значениях даны отраслевые пометы и пояснения, указывающие на сферу употребления термина. В отдельных случаях показывается сочетаемость ведущего термина.

Английский гнездообразующий термин в словаре представлен существительным и глаголом. Что касается прилагательных, то они даны в сочетаниях с существительными.

Как правило, на первое место вынесены общетехнические и общенаучные значения, затем значения терминов, применяемых в добывающих отраслях техники, в строительстве, в перерабатывающих отраслях. Однако не везде и не всегда удалось провести этот принцип, поскольку в архитектонике словарной статьи очень часто этимология гнездообразующего термина доминирует.

Концептуально отбор английского словника производился с учетом обязательного включения понятий, принятых в производственных процессах, строительстве и т. д. Большое внимание уделено отбору отраслевой терминологии. Авторский коллектив и издательство исходили из того, что словарь должен, в первую очередь, включать в себя терминологию приоритетных областей науки. Так, например, термины по вычислительной технике и электронике представлены достаточно полно, поскольку широкое внедрение достижений именно этих областей во все отрасли промышленности, строительства, транспорта, сельского хозяйства определяет темпы научно-технического прогресса. В словарь включена терминология по такой актуальной теме, как биотехнология, несмотря на то, что производственные процессы биотехнологии напрямую связаны с областями, традиционно не входящими в сферу промышленного производства. Впервые в словаре подобного типа достаточно полно представлена терминология по отраслям легкой промышленности: швейной, трикотажной, пищевой, парфюмерной, а также по упаковке и таре, по оргтехнике.

В словаре принята алфавитно-гнездовая система. Ведущие термины расположены в алфавитном порядке. Термины, состоящие из слов, пишущихся через дефис, следует рассматривать как слитно написанные слова.

Составные термины, состоящие из определяемого и определяющего компонентов, следует искать по определяемому (ведущему) слову. Например, термин allowable stress следует искать в гнезде stress.

Устойчивые терминологические сочетания даются в подбор к ведущему термину и отделяются знаком ромба. В русском переводе различные части речи с одинаковым семантическим содержанием разделены параллельками.

111

В словаре широко принята система помет и пояснений. Они служат для раскрытия значения как ведущего термина, так и составного, несут дополнительную информацию, помогают дифференцировать основные значения термина. Пояснения к русским переводам набраны курсивом и заключены в круглые скобки. Факультативная часть как английского термина, так и русского перевода дается в круглых скобках. Например: derivative (control) action управляющее воздействие по производной. Английский термин следует читать: derivative control action, derivative action. back-search radar (бортовая) РЛС заднего обзора. Перевод следует читать: бортовая РЛС заднего обзора, РЛС заднего обзора.

Синонимичные определения ведущих терминов, следующих в алфавитном порядке непосредственно друг за другом, а также синонимичные варианты переводов помещены в квадратные скобки ([ ]).Например: lock-in [locking] bandwidth ширина полосы синхронизации. Английский термин следует читать: lock-in bandwidth, locking bandwidth. аxial stress осевое [продольное] напряжение. Перевод следует читать: осевое напряжение, продольное напряжение.

Принятая в словаре помета см. тж означает, что при отсутствии нужного термина в гнезде его поиск может быть продолжен в том гнезде, на которое дается ссылка. Например:

paving ... 2. мостовая (см. тж pavement) Помета тж с препозитивной отраслевой пометой означает, что все

предыдущие переводы термина относятся также и к данной отрасли. Например:

gearbox 1. коробка передач, коробка скоростей; магш. тж коробка подач. 4. LingvoSound (En-Ru) (к версии Lingvo 7.0) Словарь подготовлен группой прикладной лингвистики компании

ABBYY. Содержит около 5000 наиболее употребительных английских слов,

которые озвучены профессиональным диктором. Каждое из этих слов имеется и в словаре LingvoUniversal (En-Ru), в котором можно получить дополнительную информацию о слове (в том числе - транскрипцию, варианты (En-Ru) (к версии Lingvo 7.0)

5. Англо-русский юридический словарь (The English-Russian Law Dictionary).

Авторы: Андрианов С.Н., Берсон А.С., Никифоров А.С. Словарь содержит около 50 000 терминов и терминологических

сочетаний по следующим отраслям права: государственное, административное, гражданское и торговое, уголовное, международное публичное, международное частное, космическое, патентно-лицензионное, авторское право, гражданский и уголовный процесс, судоустройство.

Словарь отражает правовую терминологию, существующую в Великобритании и США, и содержит около 50 тысяч терминов. В нем представлена терминология по международному публичному и международному частному праву, государственному праву,

112

административному праву, уголовному праву и процессу, гражданскому и торговому праву, гражданскому процессу, судоустройству, патентно-лицензионному и авторскому праву.

Латинская терминология дается в той мере, в какой она является частью терминологического арсенала англо-американской юриспруденции. Например: T.Q. – сокр. tale quale –«такой как есть» (без гарантии качества; без ответственности за ухудшение качества). То же относится к французскому, в том числе старофранцузскому, элементу произношения и т.п.

В заключении, необходимо отметить, что самостоятельная работа студентов со справочно-информационными ресурсами имеет определенные преимущества. Во-первых, содержащаяся в них информация не подается в готовом виде, а как бы «восстанавливается в ходе познавательной деятельности, что заставляет обучаемого над возможностями языка и учит использовать их для решения конкретных задач». Во-вторых, каждый конкретный пользователь имеет возможность получить индивидуальную поддержку, что особенно важно для преодоления трудностей при обучении чтению, говорению и письменной речи.

Литература: 1. Lingvo 7.0. Система англо-русских и русско-английских словарей. // 3

ГИГАНТА 2002. 2. Карамышева Т.В. Изучение иностранных языков с помощью

компьютера. – СПб.: Издательство «Союз», 2001. 3. Компьютер для студента. Самоучитель. 2-е изд. /В.Н.Рычков и др. –

СПб Питер, 2004.

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ИНТЕРНЕТ САЙТЫ КАК СРЕДСТВО ПОЛУЧЕНИЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ЗНАНИЙ . (НА ПРИМЕРЕ РЕСУРСОВ ZAKONRUS.NAROD.RU, AFORIZMIKY.NAROD.ru, humanrights.aaanet.ru, Xprogramming.narod.ru)

Криворучко А.В., Родинин. М.Ю., Шкрылев. Н.Н Ростовский государственный университет, физический факультет kolandr@rostov.ru

С каждым днем неуклонно растет число сайтов в сети Интернет. Массовое увлечение сайтостроением в сети легко объяснимо: каждый хочет рассказать о том, что знает, поделиться мыслями и опытом. Нельзя сказать, что представленные данные будут абсолютно достоверными, но почему не использовать их в качестве «информации к размышлению»?

В настоящей работе приводятся данные исследования качества информационно-образовательных Интернет ресурсов, а так же потребность пользователей в сайтах способных предоставить достоверную и оперативную

113

информацию. Изучается эффективность глобальной сети Интернет в учебном процессе.

В 2004 году нами создано 7 сайтов, 4 из которых являются образовательными.

Сайт humanrights.aaanet.ru разработан совместно с Ростовским Юридическим Лицеем при РГУ. Изначально данный ресурс создавался для участия в международном конкурсе по правам человека в России, проводимым правительством Соединенных Штатов Америки. Однако проект получил дальнейшее развитие. Сайт удостоился грамоты американских правозащитников за исследование ситуации прав человека в России. Ресурс на английском языке, но все довольно понятно. Представленная информация будет полезна для студентов обучающихся по специальности право.

Сайт zakonrus.narod.ru посвящен Уголовному Кодексу Российской Федерации. Весь УК РФ разбит по главам, каждая глава имеет пояснение. В каждой главе содержится краткое описание статей УК РФ. Любой человек с легкостью может найти необходимую информацию, а если не удастся найти ответ на интересующий Вас вопрос, то можно написать письмо высококвалифицированному юристу, который даст Вам консультацию. Ежедневно приходят письма с просьбой помочь разобраться в той или иной ситуации. Мы по возможности стараемся ответить на все письма. Ресурс постоянно обновляется и отражает все новые веяния, которые привносятся в уголовный кодекс чуть ли не каждый месяц. Сайт будет очень полезен для студентов обучающихся по специальности юриспруденция и право.

aforizmiky.narod.ru – представляет собой энциклопедический словарь афоризмов (высказываний) великих людей. На сайте собрано более 1000 высказываний таких знаменитостей как: Байрон, Рейган, Вольтер, королей Людовиков и многих других известных фигур мировой истории. Все высказывания разбиты по алфавиту, учитывая фамилию автора. Содержимое проекта обновляется ежемесячно, поэтому коллекция высказываний постоянно пополняется. Данный ресурс поможет расширить свой кругозор и будет полезен, прежде всего, студентам – филологам.

xprogramming.narod.ru – сайт посвященый программированию. Здесь выложены в свободное пользование книги по программированию, предоставленные партнерами проекта, а так же исходные коды программ, написанные студентами физического и механико-математического факультетов. Ресурс имеет удобный пользовательский интерфейс и поисковую систему, облегающую работу с материалом и поиск нужных статей. Высокая посещаемость сайта ( около 2000 человек в день) говорит о том, что данный проект пользуется широкой популярностью. Информация представленная на сайте несомненно будет полезна студентам механико-математического и физического факультетов.

Анализ посещаемости проектов и проводимые постоянно интерактивные опросы среди пользователей показывают, что необходимо создание единого общеобразовательного информационного пространства, которое бы объединяло все области науки и техники.

114

Статистические данные о сайтах:

Распределение посещаемости по дням недели:

115

ПРЕЗЕНТАЦИЯ МУЛЬТИМЕДИЙНОГО УЧЕБНОГО ПОСОБИЯ «ИСТОРИЯ СОЦИОЛОГИИ (ЧАСТЬ 1)»

Курбатов В.И., Кутасова Т.Л., Мацинина Н.В., Абросимов Д.В., Кирицев К.Г. Ростовский государственный университет, факультет социологии и политологии matsinina_n@mail.ru

Представленный макет учебного пособия является первой (из четырех) частью курса по истории социологии, который читается на факультете социологии и политологии на протяжении нескольких лет и который в перспективе планируется полностью представить в мультимедийной форме. Учебное пособие составлено с учетом требований государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования, предъявляемых к уровню подготовки выпускника по специальности 020300 – социология и ориентирован на многоуровневую систему подготовки специалистов. Учебное пособие может быть использовано для дистанционного образования.

Презентируемый проект учебного пособия предназначен, в первую очередь, для студентов специализирующихся в области социологии, студентов непрофильных специальностей, для обучающихся в магистратуре, а так же аспирантов, преподавателей и всех интересующихся проблемами социологии и истории социологии. В соответствии с этим его структура и содержание ориентированы не только на общеобразовательные требования, но и на развитие творческого потенциала, информационную глубину, знание первоисточников, на теоретико-методологическую грамотность, приобретения профессиональных навыков.

Учебное пособие по курсу «История социологии» (часть 1) является инновационным и авторским по содержанию ряда тем, структуре, компоновке материала и наличию различных форм получения и усвоения информации.

Создание учебного пособия преследует несколько целей: Дидактическую. Предлагается концептуальное видение развития

социологии как науки, начиная с формирования ее предпосылок в виде отдельных идей, проблем, подходов, дискуссионных обсуждений, противоречий и предлагаемых решений, до вопросов институциализации науки как феномена. Ориентируясь на указанную цель, авторы планируют и комплексную разноплановую и компактную подачу учебного, хрестоматийного, информационного материалов, совмещенного с различными видами контроля знаний.

Информационную. Обеспечить максимально возможную информационную насыщенность материала сведениями о жизни, творчестве основателей социологии, исследователей и методологов социологического, а, по необходимости, и историко-социологического знания (в случае разногласий в оценках, трактовках и интерпретациях роли и значения определенных концепций, идей и т.д.). Важным с точки зрения авторов является размещение информации о тех исторических условиях, событиях в

116

общественной, политической, научной, а иногда творческой жизни, которые обусловили или явились толчком формирования тех или иных идей, суждений и теорий.

Теоретико-методологическую. Авторы ставят цель показать изначальное формирование 2-х основных, противоположных подходов к изучению истории общества, его состояния, источников развития и перспектив: либерально- реформистского, конструктивного (О.Конт, Г.Спенсер) и радикально-конфликтологического, революционного (К.Маркс и Ф.Энгельс). В рамках реализации такого подхода предполагается сформировать представления о различиях в понимании сути исторического развития, и соответствующих им средствах исторического преобразования. Помимо этого в учебном пособии будут представлены различные точки зрения на фундаментальные вопросы формирования социологии как науки, связанные с пониманием социального, границ предметной области, специфике социального познания и его отличия от познания естественнонаучного и т.д.

Генетическую (историческую). Раскрыть значимость творчества отдельных исследователей, новаторство и преемственность отдельных идей или проблем; обусловленность развития социологической науки социально-историческими потребностями.

Для раскрытия специфики становления и развития социологического знания предлагается использовать не традиционный социокультурный критерий классификации, который не позволяет охватить всю историческую картину развития социологии как науки, а проблемный и исторический критерии, что, по нашему мнению, позволяет решить несколько задач:

- показать единство и преемственность идей, проблем, решений, теорий социологического знания, несмотря на социокультурную специфику;

- проследить последовательность возникновения идей и взглядов на предмет, цели, задачи и методы социологии, акцентируя внимание на то как, в какое время, в связи с какими событиями, где и какими авторами предлагались те или иные решения;

- используя проблемный подход, увидеть преемственную цепочку формирования социологии как науки, преодолевающей узко-национальные специфические черты;

- применить генетический и проблемный подходы, что, по мнению авторов, открывают достаточный простор для проведения сравнительного анализа различных позиций и в определении предмета, и в определении общества, и в выборе методов социального познания, и в обозначении актуальности появляющихся исследовательских задач, а также в выявлении специфики развития социологического знания в контексте конкретной культуры. Если говорить об учебнике в целом, то речь идет о специфичности европейского («родоначального»), российского (преемственно-самостоятельного) и американского вариантов в понимании указанных проблем;

117

- на основе избранных критериев классификации истории социологии, обозначить и выделить творчество ведущих и значимых персоналий, чья научная деятельность оказала серьезное влияние или послужила основой развития социологии как науки, оказала влияние на формирование школ, направлений исследования или породила значимые для науки дискуссии.

Учебное пособие включает основной текст, примечания, интерпретации, определения, иллюстрации, гиперссылки, анимированные диаграммы, вопросы для контроля знаний, тестовые задания, биографические, исторические, библиографические справки.

Проект изначально предусматривался под программные продукты компании «HyperMethod». Связи с тем, что возможности данного набора программ ограничен, группой разработчиков было принято решение о создании оболочки для учебника на HTML, с дальнейшим преобразованием в исполняемый файл EXE. Учебник в его нынешней версией представляет собой структуру файлов в 4 уровнях соединенных перекрестными гиперссылками.

Первый уровень включает в себя заглавную станицу учебника, на которой размешены ссылки на 5 основных подразделов и описание авторского коллектива.

Второй уровень учебника представлен следующими разделами. Раздел «Лекции» включает в себя перечисление 20 тем учебника Раздел «Хрестоматия» включает в себя два раздела, персоналии и темы

эти разделы имеют перекрестное взаимодействие, то есть тексты можно искать по названию темы и по имени автора.

Раздел «Словарь» включает в себя два раздела, а именно персоналии и понятия.

Раздел «Тесты» включает в себя перечисление тем курса, по которым подготовленные тестовые материалы.

Раздел «Программа курса» включает в себя текст программы курса «История социологии (Часть 1)».

Третий уровень учебника представлен по подразделам. В разделе «Лекция» подраздел «Тема» включает в себя 3 подраздела

лекция, семинар, рекомендованная литература. В разделе «Хрестоматия» подразделы включают ссылки на тексты,

структурированные по принципу «персоналии» и «темы» курса. В разделе «Тест» подразделы включат в себя собственно программу

тестирования по выбранной теме. Раздел программа курса не имеет третьего уровня. Четвертый уровень учебника представлен собственно материалами, в

формате НТМL. Структура и направленность подачи материала позволяют значительно

увеличить его насыщенность мультимедийными элементами, не ограничиваясь отдельными иллюстрациями и ссылками.

118

В результате будет создано мультимедийное учебное пособие нового типа, обеспечивающее студенту весь комплекс ресурсов, необходимых для получения качественных знаний и навыков профессионального мышления.

Студент, завершивший курс изучения первой части «Истории социологии» сможет приобрести: знания по истории науки социологии, навык работы с учебной литературой, справочными и биографическими данными, навыки прочтения и понимания историко-социологической литературы, в том числе переводной и оригиналов, знания по персоналиям, истокам, основам и этапам их творчества, знания о творчестве предшественников и основателей социологии, знания по содержанию дискуссий по предмету социологии, ее задачам, целям и методам, знания о проблемах, трудностях и дискуссиях, возникших в процессе образования новой науки – социологии.

КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНЫЙ ПАКЕТ ACELAN КАК ИНСТРУМЕНТ СТУДЕНЧЕСКОГО КОЛЛЕКТИВНОГО НАУЧНОГО ТВОРЧЕСТВА

Курбатова Н.В., Наседкин А.В., Скалиух А.С. Ростовский государственный университет, механико-математический факультет nvk@math.rsu.ru, nasedkin@math.rsu.ru, skaliukh@math.rsu.ru

Пакет ACELAN представляет собой конечно-элементный комплекс программ, разработанный сотрудниками кафедры математического моделирования РГУ и предназначенный для решения сложных научно-технических задач.

С помощью ACELAN можно изучать напряженно-деформированное состояние тел со сложными физико-математическими свойствами, находящихся под воздействием механических, электрических или акустических нагружений. Объекты исследования в ACELAN могут иметь составную структуру и состоять из упругих и электроупругих анизотропных тел, в том числе, контактирующих с акустическими средами. Пакет обеспечивает проведение исследований в следующих постановках: плоская деформация; плоское напряженное состояние; осесимметричные задачи, пространственные задачи для тел обобщенной цилиндрической формы.

В основу решателей ACELAN положен комплекс симметричных седловых алгоритмов и ряд оригинальных моделей [1-2].

Неопытный пользователь может достаточно легко обучиться работе в пакете, следуя специально разработанным ранее инструкциям [3]. Эти инструкции описывают пошаговое решение ряда тестовых задач, начиная от построения геометрии, задания граничных условий и материалов, проведения триангуляции, и до получения конечно-элементного решения и сопутствующих физических характеристик. Динамичное развитие пакета, пополнение его новыми модулями и возможностями требует оперативного тестирования и написания новых сопроводительных инструктивных материалов. Неопытные пользователи эксклюзивны в своей неопытности, а

119

поэтому только достаточное их количество позволит отследить разнообразные неточности программы и формулировки алгоритмов guide–файлов, а также получить более качественные аналоги инструкций.

В этой связи в рамках продолжения работ по теме «Использование программного комплекса ACELAN для проведения лабораторных работ и студенческих научных расчетов» по программе «Развитие современных информационных технологий в процессе обучения в РГУ» было запланировано посвятить часть производственной практики студентов 5-го курса кафедры математического моделирования работе с пакетом ACELAN.

Каждому из студенческой группы «неопытных пользователей» была поставлена своя сложная задача, требующая моделирования решения в пакете, получения сравнительных результатов в родственных программах ANSYS или FlexPDE и написания собственного guide–файлa. Следует отметить, что большинство из подобранных примеров были взяты из фирменных тестов коммерческих пакетов ANSYS и FlexPDE. Поэтому данные примеры содержали описания и комментарии, которые можно было использовать как образцы при разработке собственных guide–файлов для ACELAN.

В результате студентами был подготовлен сборник инструкций по выполненным примерам. В процессе разработки guide–файлов студентами были также освоены издательский пакет LaTeX и технология создания многослойных графических панелей, а также выявлены некоторые неточности в работе интерфейса ACELAN. Проведенное комплексное тестирование следует признать чрезвычайно полезным инструментом для дальнейшего улучшения пакета ACELAN.

Подготовленный инструктивный материал является удобным методическим инструментом преподавателей кафедр, работающих в рамках программы "Создание корпоративной учебно-исследовательской кафедры математического моделирования и прикладной математики РГУ, ТРТУ и ЮРГТУ"

Список литературы 1. Акопов О.Н., Белоконь А.В., Надолин К.А., Наседкин А.В., Скалиух

А.С., Соловьев А.Н. Симметричные седловые алгоритмы конечно-элементного анализа составных пьезоэлектрических устройств // Математическое моделирование. 2001. Т. 13, № 2. С.51-60.

2. Белоконь А.В., Наседкин А.В., Соловьев А.Н. Новые схемы конечно-элементного динамического анализа пьезоэлектрических устройств // Прикладная математика и механика. 2002. Т. 66, № 3. С.491-501.

3. Белоконь А.В., Курбатова Н.В., Наседкин А.В. Разработка инструкций пользователя и применение конечно-элементного пакета ACELAN в учебном процессе // Научно-методич. конф. “Современные информац. технологии в образовании: Южный Федеральный округ”. 13-14 мая 2004. Тез. докл. / Ростов-на-Дону: Изд-во ЦВВР, 2004. С. 41-44.

120

РЕАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИТМОВ АФФИННЫХ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ ПРИ ОБУЧЕНИИ КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАФИКЕ

Куркурин Н.Д., Ахмедишев Р.Р. Астраханский государственный технический университет kurkurin@astu.org, rafailka@gmail.com

В компьютерной графике широко используются методы преобразования координат, в том числе аффинные преобразования [1].

В данной работе рассматриваются частные случаи аффинных преобразований: сдвиг и поворот. При этом приводится наиболее общий случай операции поворота – кантование фигуры внутри выпуклого многоугольника.

Под кантованием будем понимать поворот внутреннего многоугольника вокруг точки касания со стороной внешнего многоугольника (без скольжения). Введем термины. Кантуемый многоугольник (фигура) – это многоугольник, который подвергаем кантованию. Базовый многоугольник – это внешний многоугольник, по сторонам которого осуществляется кантование.

Кантование представляет собой вращение кантуемой фигуры относительно её точки касания с базовой фигурой до тех пор, пока не будет зафиксирована новая точка касания [2]. Для реализации поворота фигуры используется математический аппарат аффинных преобразований. А определение точек касания двух многоугольников осуществляется методами аналитической геометрии.

Если координаты точки до преобразования (x, y), то координаты точки после преобразования (поворота точки на угол α вокруг некоторого центра вращения) определяются по формулам:

x’ = x cosα - y sinα y’ = x sinα + y cosα Координаты точки касания (x0, y0) определяются по формулам: x0 = x – kA; y0 = y – kB, где: k = (Ax + By +C)/(A2 + B2), A,B,C – коэффициенты уравнения прямой, определяющей радиус

вращения фигуры вокруг точки касания (x0, y0). Введем некоторые ограничения:

- размеры внутреннего многоугольника не превосходят размеров внешнего, то есть все точки кантуемого многоугольника всегда находятся внутри внешнего многоугольника;

- внешний многоугольник, по сторонам которого осуществляется кантование, должен быть выпуклым;

- в данной работе мы не будем рассматривать ситуацию, при которой в какой-то момент времени внутренний многоугольник «застрянет» и дальнейшее кантование в том же направлении будет невозможно.

121

На рисунке 1 представлен укрупненный алгоритм кантования фигуры внутри выпуклого многоугольника.

Реализация алгоритма выполнена в среде Turbo C++. В блоке «Инициализация» задаются исходные данные:

- описание кантуемого многоугольника (описание хранится в переменной poly=Polygon::Proper(5, 0.8, 0.8. 1);

- описание внешнего многоугольника (описание хранится в переменной borderPoly);

- представление внешнего многоугольника в виде пересечения полуплоскостей (хранится в переменной border);

- позиционирование кантуемого многоугольника внутри внешнего и координаты точки касания (переменная rotPt);

- инициализация графической системы Turbo C++.

Рис. 1. Укрупненный алгоритм кантования фигуры внутри выпуклого

многоугольника.

122

Следующие блоки реализуют основной цикл алгоритма. В блоке “Поворот внутреннего многоугольника” производится

преобразование координат для операции поворота внутреннего многоугольника (poly) вокруг точки касания (rotPt) этого многоугольника со стороной внешнего многоугольника. В следующем блоке осуществляется проверка: при повороте фигуры наступило ли событие “касания” точки внутреннего многоугольника стороны внешнего многоугольника? То есть, появилась ли новая точка касания?

Если “Да”, то в блоке “Запоминание новой точки” записываются координаты новой точки касания в переменной rotPt и выполняется следующий блок “Перерисовка экрана”.

Если “Нет”, то выполняется блок “Перерисовка экрана”. В блоке “Перерисовка экрана” осуществляются операции:

- очистка экрана; - вывод осей координат (ploter.OutAxes()); - вывод в графическом режиме текста подписей осей координат

(ploter.DrawXLabels(), ploter.DrawYLabels()); - вывод внешнего многоугольника (ploter.FillPoly(borderPoly)); - вывод кантуемого многоугольника (ploter.FillPoly(poly)); - вывод визуальной фиксации точки касания (ploter.OutPoint(rotPt)); - копирование содержимого активной страницы в видимую страницу. В следующих двух логических блоках осуществляются проверки

нажатия клавиш ESC (Выход из программы) и F1 (Помощь), при выполнении условий соответственно выполняются блоки “Завершение работы программы” и “Отобразить информацию о программе”.

Далее осуществляется переход на начало основного цикла алгоритма. На рисунке 2 представлено изображение на экране монитора

результатов выполнения алгоритма кантования фигуры. В качестве кантуемой фигуры описана “звезда”, в качестве внешнего

многоугольника – восьмиугольник. Текущая точка касания выделена окружностью, координаты точки

касания выводятся на экран в нижней части изображения. Блок инициализации реализован в интерактивном режиме с

возможностью задания осей координат, произвольной кантуемой фигуры и произвольного внешнего многоугольника. Такая реализация позволяет студентам исследовать взаимодействие различных фигур при кантовании одной внутри другой, визуально представить процесс кантования, а также зафиксировать ситуацию, когда кантование не возможно (фигура не может “провернуться ” в рамках внешнего многоугольника, то есть фигура “застревает”, и необходима попытка обратного вращения этой фигуры).

Приведенный в данной работе алгоритм используется при обучении студентов специальности “Автоматизированные системы обработки информации и управления” по дисциплине “Компьютерная графика (программирование)”.

123

Рис. 2. Результаты выполнения алгоритма кантования фигуры.

Литература: 1. Порев В.Н. Компьютерная графика. – Спб.: БХВ – Петербург, 2002. –

432 с.: ил. ISBN 5-94157-139-9. 2. Бартенев Ф. Кантование кубика. // Журнал «Квант», 1982, № 6, с. 34 – 37.

КОММУНИКАЦИОННЫЙ МОДУЛЬ В СДО «УЧЕБНЫЙ ПРОЦЕСС» РГУ

Крицкий С.П., Доценко Н.В. Ростовский государственный университет, ЮГИНФО skrit@list.ru

В нашей стране широкое распространение получило заочное образование широких слоев населения. Трудно было найти вуз, который не практиковал эту форму обучения. Студенты самостоятельно изучали определяемый вузом перечень дисциплин, а в конце очередного семестра

124

должны были приехать в свой вуз и сдать полагающиеся по учебному плану курсовые работы, зачеты и экзамены.

К началу 90-х годов по ряду причин эта форма обучения была практически свернута. Сейчас Россия по количеству людей с высшим образованием, приходящихся на 10 тыс. населения, находится только в четвертом десятке стран мира.

С другой стороны, можно заметить, что для современного человека процесс образования растягивается на всю активную жизнь. Действительно, в условиях сегодняшнего дня развитие человечества идет сразу в нескольких направлениях и невозможно уследить за всем даже в своей области, т.к. никогда заранее не известно, чем придется заниматься в будущем. Таким образом, в современном обществе информация становится наиболее значительным товаром и фактором производства.

На данный момент наиболее значимой в социальном плане новой информационной услугой является дистанционное образование.

В настоящее время в РГУ также разрабатывается СДО. Основной функцией этой системы является предоставление зарегистрировавшимся в ней студентам различных видов учебных материалов и учебной деятельности, контролирующейся преподавателями, в том числе и с помощью модуля обмена информацией между пользователями системы, который включает в себя форум и аналог электронной почты.

В данной системе дистанционного обучения в общем случае пользователями являются студенты, тьюторы, методисты и администратор подсистемы.

Каждому из пользователей предоставляется свой перечень прав доступа к документам, хранящимся в базе данных.

В соответствии с этой схемой студент может посмотреть свой индивидуальный учебный план и “запустить” задания по некоторым курсам из этого плана. Все возникшие вопросы и предложения он может в виде текстовых сообщений направить преподавателю либо по электронной почте, либо средствами подсистемы.

Одним из главных компонентов информационно-образовательной среды, создаваемой системами дистанционного обучения, является коммуникационный, отвечающий за организацию общения участников дистанционного курса. В данном случае в качестве таких участников рассматриваются студенты, тьюторы и методисты.

Основные коммуникативные функции, поддерживаемые системами дистанционного образования – это обмен информацией при помощи:

− электронной почты; − форумов; − чата; − доски объявлений; − видеоконференций и т.п.

125

О роли общения в обучении говорили многие известные российские психологи. Они выделяют несколько основных функций общения:

− прагматическая – реализуемая в процессе совместной деятельности; − формирующая – изменяющая и формирующая психический облик

студента; − функция подтверждения – способствующая самопознанию и

самоутверждению студента; − поддержание межличностных отношений;

Таким образом, нельзя недооценивать роль общения в обучении, что, к сожалению, довольно часто происходит на многих дистанционных курсах, которые скорее можно назвать курсами самообучения.

Целями стимулирования общения в дистанционном обучении (ДО) являются:

− улучшение психологического комфорта студента при обучении на дистанционном курсе;

− улучшение мотивации познавательной деятельности; − присвоение способов деятельности, принятых в группе; − развитие критического мышления и инициативности; − повышение эффективности обучения.

Данный коммуникационный модуль программно реализован на основе сетевой СУБД ORACLE 7.3, посредством которой осуществляется обмен информацией между участниками процесса обучения. Его можно разделить на две независимые части: система форумов и e-mail.

Возможность участия в форуме предоставляется участнику процесса обучения вне зависимости от его роли в системе «Учебный процесс» (тьютор, студент и т.д.).

Просмотр и пользование данным почтовым клиентом доступно только пользователям, зарегистрированным в системе.

Основной особенностью данного модуля является реализация его на основе СУБД Oracle и клиент-серверных приложений, написанных на языке Java. В частности, реализация таким способом «почтового ящика». В данном почтовом клиенте предоставляется дополнительная возможность анонимности – участники учебного процесса знают друг о друге только имена и роли, которые они играют в системе. Кроме того, хранение корреспонденции в базе данных проекта обеспечивает дополнительную степень защищенности информации – если на каком-либо компьютере поочередно работают несколько пользователей, то ни один из них не сможет просмотреть письма другого, не зная соответствующего логина и пароля входа в систему. А это уже полностью конфиденциальная информация. Кроме того, часть данных, которыми обмениваются тьюторы и студенты системы, должна оставаться «внутри» системы, т.е. к ней должен быть

126

запрещен доступ незарегистрированным субъектам – то есть предоставляется дополнительная возможность конфиденциальности информации. Еще одним плюсом такой реализации модуля является быстрый доступ к сообщениям почты и форумов: все сообщения, включая их заголовки, тела и вложения (если они присутствуют), сохраняются в базе данных и удаляются только по желанию участников информационного общения.

В системе форумов – в противоположность «почтовому ящику» – анонимность (в рамках системы) не предусмотрена. Таким образом, если какой-либо пользователь добавил интересующее кого-либо либо ненормативное сообщение к форуму, то ему всегда можно направить ответ или предупреждение.

Еще одно преимущество такого коммуникационного модуля – это его встроенность. Очевидно, что неопытным пользователям для отправки и просмотра электронной корреспонденции, а также для общения в форуме будет удобнее делать это с помощью внутренней подсистемы, чем какими-либо внешними программами, еще не знакомыми или плохо известными (например, Outlook Express или The Bat!).

О ГЕНЕРАЦИИ ПРИМЕРОВ С ЗАДАННЫМИ СВОЙСТВАМИ ДЛЯ УЧЕБНОГО КУРСА «ЛИНЕЙНАЯ АЛГЕБРА»

Кряквин В.Д. Ростовский государственный университет, механико-математический факультет vadkr@math.rsu.ru

Для эффективного обучения любой учебный курс должен быть в достаточной мере обеспечен дидактическими материалами. Различные методы аудиторной работы, домашние задания (в том числе и индивидуальные), контрольные работы, разные формы заочного обучения, обучающие и тестирующие программы, требуют большого числа вариантов разнообразных заданий. Кроме того, учитывая некоторые особенности российского студенчества, следует заметить, что вариантов заданий по каждому виду примеров должно быть достаточно много. Просмотр всех доступных сборников задач по алгебре, в том числе и зарубежных, показал, что вариантов числовых заданий по темам «линейные и евклидовы пространства», «линейные операторы в линейных и евклидовых пространствах» очень мало (многие из которых кочуют из одного задачника в другой) и недостаточно для удовлетворения нужд учебного процесса.

Создание большого числа заданий является не только трудоемкой, но и трудной по существу задачей, так как они должны удовлетворять многим требованиям. Во-первых, задания готовятся в поддержку определенной теоретической части курса. Поэтому они должны отвечать заданным свойствам. Во-вторых, задания в курсе «Линейная алгебра», как правило, готовятся для решения «вручную», чтобы не отвлекать внимание

127

обучающихся на посторонние технические трудности. Это значит, что все числа, входящие в задания и получаемые в ходе решения, а также ответы должны быть как правило целыми и не очень большими по модулю. В-третьих, трудоемкость выполнения каждого варианта задания должна быть по возможности одинаковой. В-четвертых, подготовленные варианты заданий должны быть непохожими настолько, чтобы нельзя было догадаться об ответе с использованием ответа другого варианта.

Наиболее сложной задачей в курсе является генерация вариантов учебных заданий по теме «Жорданова нормальная форма». Необходимо найти достаточно много квадратных матриц 3, 4, 5 и 6 порядков с маленькими по модулю целочисленными элементами, такими же корнями характеристического многочлена и заданной жордановой нормальной формой. Такие матрицы можно генерировать по формуле A=P-1GP, где матрица G имеет заданную жорданову форму, а взаимно обратные матрицы P-1 и P с целочисленными элементами выбираются в той или иной мере «случайно». При этом заранее не известны параметры получающихся матриц. Элементы матрицы A должны быть не только малыми целочисленными, но и удобными для вычисления их спектра «вручную». С одной стороны последнее требование плохо формализуется и, конечно, здесь лучшим средством отбора является глаз опытного преподавателя. С другой стороны, при «случайном» выборе матрицы P может случиться так, что не найдется ни одной матрицы A с заданными свойствами. Опыт показал, что для создания базы заданий матриц второго и третьего порядков лучше всего осуществить полный перебор с отбором подходящих экземпляров. Для матриц большего порядка перебор становится не реальным по двум причинам. Во-первых, в базу попадает слишком много похожих матриц с одинаковыми ответами и, во-вторых, для матриц пятого и большего порядка перебор слишком велик даже для современной техники. Для матриц четвертого порядка была сделана попытка вычисления со «случайным» выбором матрицы P. Опыт показал эффективность этого алгоритма. Матриц пятого и большего порядка слишком много и случайный выбор приводит к тому, что в течение длительного времени (часы и сутки) не находится ни одной матрицы с заданными свойствами. Оказалось, что здесь эффективна комбинация двух предыдущим методов. А именно, сначала «случайно» выбирается матрица P и затем от нее ведется последовательный перебор до тех пор, пока не найдется искомая матрица A или не будет сделано заданное число безуспешных шагов. Потом процедура повторяется. С помощью таких алгоритмов была создана большая база тщательно отобранных уникальных вариантов заданий. Многие из этих заданий прошли проверку при различных формах обучения и контроля качества образования и апробированы преподавателями механико-математического факультета РГУ. Кроме того, разработанные алгоритмы могут найти применение для генерации вариантов заданий в тестирующих программах.

128

Литература. 1) Козак А.В., Пилиди В.С. Линейная алгебра. М.: Вузовская книга,

2001. 2) Грудский С.М., Кряквин В.Д., Михалкович С.С. Практикум по теме

«Спектральная теория линейных операторов». Методические указания по курсу «Линейная алгебра» для студентов механико-математического факультета. Ростов-на-Дону.: УПЛ РГУ, 1997.

ДИСТАНЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ

Курылев А.С., Шикульская О.М., Богомолова Е.Л. ФГОУ ВПО «Астраханский государственный технический университет». Институт дистанционного образования edu@astu.org

Одним из эффективных методов расширения и глобализации образовательного пространства в современном мире является развитие системы дистанционного образования. Дистанционная форма обучения помогает в решении целого ряда проблем, возникающих в условиях российских реалий:

1. проблема огромных территорий с неравномерной плотностью населения. Для многих занятых людей поездки в другой город на сессии часто сопряжены со значительными трудностями, в особенности с высокими расходами;

2. проблема времени. На сегодняшний день у большинства специалистов время расписано по минутам, а без новых знаний, без обучения в современных условиях сложно быть компетентным и востребованным. В тоже время совмещение карьеры с традиционными формами обучения весьма затруднено.

Современные информационные и телекоммуникационные технологии в совокупности со специфическими особенностями, заложенными в фундамент дистанционной формы обучения, позволяют реализовать гибкость в построении учебного процесса и его непрерывность даже в тех случаях, когда обучающиеся удалены от учебных центров.

С 1999 г. в Астраханском государственном техническом университете действует Институт дистанционного образования (ИДО), который реализует технологии дистанционного обучения и способствует дальнейшему их развитию в Астраханской области и Прикаспийском регионе.

Специфические особенностями и несомненными преимуществами организации учебного процесса в Институте дистанционного образования АГТУ:

• по значительной части дисциплин студенты обеспечиваются специально разработанным комплектом учебных материалов (пособиями или

129

заменяющими их книгами, лекциями, заданиями и контрольными вопросами, тестами, ссылками на дополнительную литературу и т.д.);

• каждый студент прикреплен к преподавателю - тьютору, который осуществляет наиболее эффективное построение учебного процесса, консультирует, в какой последовательности следует изучать дисциплины в соответствии с учебным планом, как лучше готовиться к контрольным мероприятиям, зачетам и экзаменам, организует необходимые консультации. Общение между тьютором и студентом, проживающим в удаленном районе, может происходить посредством электронной почты, телефона;

• учебный процесс имеет модульно-блочное строение, вследствие чего появляется реальная возможность ускоренного обучения. Студент получает перечень дисциплин с указанием объема учебной трудоемкости и формы промежуточной и итоговой аттестации. Темп обучения (количество изучаемых дисциплин) определяется самим студентом при консультации с руководителем направления. При необходимости (производственные, семейные или иные уважительные обстоятельства) обучение может быть приостановлено на ограниченный период;

• гибкая система оплаты, благодаря которой плата за обучение вносится за отдельные дисциплины;

• при получении второго высшего образования или при наличии среднего профессионального образования по выбранному профилю практикуется перезачёт ранее изученных дисциплин в рамках действующих нормативных документов высшего профессионального образования;

• нет необходимости присутствия в вузе в жестко установленные сроки. Сдача зачетов или экзаменов производится после завершения изучения дисциплины, т.е. длительные сессии отсутствуют. Студенты, проживающие в удаленных районах, могут приезжать для консультаций и сдачи зачетов или экзаменов по индивидуальному графику.

Очевидно, что в ИДО АГТУ активно практикуется кейс-технология дистанционного обучения. Всего на заседании коллегии Минобразования РФ в июне 2002 г. были выделены три основные группы дистанционных технологий: кейс-технология (она применяется, как правило, в сочетании с очными формами обучения), сетевая технология (интернет-обучение) и телевизионно-спутниковая технология.

В рамках кейс-технологии была разработана «Автоматизированная система управления учебным процессом в сфере дистанционного образования». Программный продукт явился следствием все возрастающего с каждым годом контингента студентов и количества привлекаемых преподавателей. Эти факты, несомненно, свидетельствуют о возрастающей популярности услуг дистанционного обучения, но и влечет за собой определенные трудности, связанные с повышением трудоемкости выполнения ежедневных задач, поставленных перед системой управления учебным процессом, при довольно интенсивном и динамичном характере организации обучения.

130

На рынке программного обеспечения предлагаются программные продукты, качество и набор функций которых не всегда соответствует задачам дистанционной технологии обучения. Несмотря на понятность пользователю, высокую степень защиты информации, модифицируемость, масштабируемость и прочие достоинства предлагаемых на рынке программных средств, все они имеют один или несколько недостатков:

• либо система не предназначена для решения задач автоматизации учебного процесса в сфере дистанционного образования, так как разработана с учетом специфики традиционных форм и технологий обучения (очной и заочной);

• либо система не ориентирована на сопровождение деятельности профессорско-преподавательского состава и имеет ограниченный набор функций для работы с финансовой документацией;

• либо система решает широкий спектр вопросов, связанных с материально финансовыми вопросами, но отсутствует привязка к специфическим задачам, решаемым при организации учебного процесса в сфере дистанционного образования.

«Автоматизированная система управления учебным процессом в сфере дистанционного образования» призвана оперативно и качественно решать ежедневные задачи финансового и организационного характера, существенно сократить трудозатраты, повысить эффективность работы ИДО в целом за счет автоматического доступа к специализированной информации, хорошо отлаженного механизма электронного документооборота, проверки правильности получаемых результатов как реакции на определенные действия со стороны сотрудников ИДО.

В данное время внедряется сетевая технология дистанционного обучения. В качестве базового программного средства была выбрана система дистанционного обучения (СДО) «Прометей 4.1». Эта система организует обучение в «онлайновом» режиме (оn-line learning) согласно двум формам: синхронной и асинхронной. В ней все электронные ресурсы, такие как электронная почта, объявления, форумы, чаты и т.п. представляют собой как бы единый виртуальный класс. Обучение может происходить в реальном времени, когда все студенты занимаются одновременно, посещают указанные тьютором чаты, участвуют в обсуждении учебного материала "по расписанию". Студенты могут посещать виртуальный класс и тогда, когда им это удобно, хотя они все равно должны провести там установленное время. Помимо всего прочего, СДО «Прометей» поддерживает мощнейшую подсистему тестирования, обеспечивающую создание и редактирование тестов, выставление коэффициентов сложности вопросов и правильности ответов, предоставляющую работу над ошибками. СДО представляет собой универсальную оболочку, которая проста в освоении, обладает высокой производительностью и масштабируемостью по мере увеличения числа пользователей, предъявляет невысокие требования к клиентским компьютерам, на компьютер пользователя не нужно устанавливать дополнительное программное обеспечение, весь функционал системы

131

доступен из веб-браузера, позволяет использовать без доработок электронные курсы любых форматов.

Телевизионно-спутниковая технология в ИДО на сегодняшний день не используется по причине слабой интерактивности (обратной связи). В дальнейшем возможно внедрение этой технологии как дополнительного средства в учебном процессе.

Таким образом, все вышеперечисленные дистанционные технологии организации учебного процесса делают образование не только доступной, но и весьма привлекательной формой обучения.

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ УЧЕБНЫМ ПРОЦЕССОМ В ДИСТАНЦИОННОМ ОБРАЗОВАНИИКурылёв А. С.,

Шикульская О. М., Куликов М. О Астраханский государственный технический университет, Институт дистанционного образования edu@astu.org

Особенности образовательного процесса по дистанционной технологии требуют качественно нового подхода к организации управления учебным процессом. На первый план выходят оперативность работы с потребителями образовательных услуг, обеспечение отказоустойчивости хранилищ и непротиворечивости данных о ходе учебного процесса, предоставление возможности удаленного доступа к информационным ресурсам о процессе обучения (например, расписание занятий, новостные сообщения) по каналам ГКС «Интернет», в том числе с применением технологий мобильной и других видов беспроводной связи.

Развитие информационных технологий требует разработки новых программных инструментов, связанных с полуавтоматическим или автоматическим доступом к специализированной информации, проверкой правильности полученных результатов, значительно совершенствующих взаимодействие сотрудников и подразделений Института дистанционного образования облегчающих труд сотрудников подразделений ДО – учебных отделов.

Основными требованиями к системе, которая отвечала бы задачам автоматизации управления учебным процессом в дистанционном образовании, являются:

• сокращение объемов бумажных документов, за исключением первичных, оригиналов;

• долговременное хранение всей существенной информации; • наличие интуитивно понятного интерфейса; • обеспечение простого сопровождения; • масштабируемость; • использование различных аппаратно-программных платформ для

развертывания серверной части и отсутствие дополнительных требований к программным средствам доступа к информации со стороны обучаемых;

132

• наличие мощных механизмов защиты от сбоев и несанкционированного доступа к информации.

Функции, включенные в систему, должны решать основные информационные задачи в работе учебного отдела ИДО. Это регистрация студентов и преподавателей, поддержка учебного процесса, выдача ведомостей, направлений, справок.

На рынках программного обеспечения России представлено ограниченное количество программных продуктов, поддерживающих управление учебным процессом, а их качество и набор функций не соответствуют указанным требованиям. Причины – трудности в четкой формулировке требований к системе и ориентированность многих систем под нужды конкретного учебного заведения и уровень развития информационных технологий в конкретном ВУЗе.

Институтом дистанционного образования АГТУ разработан ряд модулей автоматизированной системы управления учебным процессом в дистанционном образовании. Общая концепция системы и её внутренняя организация проиллюстрированы диаграммой развертывания системы, представленной на рисунке 1:

Рисунок 1. Диаграмма развертывания автоматизированной системы

управления учебным процессом в дистанционном образовании Автоматизированная система управления учебным процессом по

дистанционной технологии представляет собой клиент-серверное приложение. Методисты ИДО АГТУ получают доступ к хранилищу (базе)

133

данных, функционирующему под управлением СУРБД Oracle 8i, используя ODBC-драйвер Oracle. Функции защиты данных от несанкционированного доступа, обеспечения непротиворечивости и целостности данных реализованы при помощи хранимых процедур и триггеров PL/SQL. В соответствии с изложенными выше требованиями к автоматизированным системам подобного рода потребители образовательных услуг имеют возможность получить информацию о ходе учебного процесса, используя стандартный Интернет-браузер (“тонкий клиент ” по протоколу HTTP), мобильный телефон или карманный компьютер (“тонкий клиент ” по протоколу WAP).

Внедрение данной системы повышает качество обслуживания, привлечет большее количество потребителей образовательных услуг, снизит эксплуатационные затраты, что, в свою очередь, позволит существенно расширить возможности дистанционной технологии обучения.

Преимущества внедрения разрабатываемого комплекса программного обеспечения предоставляют возможность создания единого продукта сферы дистанционного образования, основанного на уникальных технологиях и опыте организации учебного процесса специалистов ИДО АГТУ, накопленного за пятилетнюю работу по реализации подобных программных средств. Это позволит продвигать технологию дистанционного образования в виде единой информационно-образовательной среды при участии других учебных заведениях Юга России и Прикаспийских государств.

НОВЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В БИБЛИОТЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ВУЗА НА БАЗЕ АИБС "МАРК-SQL"

Левова Л.В., Ефремов С.В. НПО "Информ-система"

Современный технологический скачок, увеличение объема ежедневно поступающей информации потребовали пересмотра целей и задач, которые решают библиотеки вузов. Потребности современного общества ставят одной из приоритетных задач оперативное получение точной и исчерпывающей информации о накопленных человечеством культурных и научных ценностях, фундаментальных трудах, результатах научных исследований и практических разработок.

Такая информация накапливалась и продолжает накапливаться в библиотеках, архивах, информационных центрах и т.д. В связи с возросшими объемами информации и желанием пользователей найти необходимую информацию в кратчайшие сроки, требования к качеству обслуживанию читателей в настоящее время постоянно возрастают.

Использование этой информации традиционными методами не отвечает современным требованием и становится серьезным тормозом на пути развития образования, науки, культуры.

134

Удовлетворить требования читателей в современном мире возможно только с применением новых информационных технологий. Информационные технологии являются тем инструментом, который определяет стратегию и тактику развития вузовских библиотек. Их внедрение привели к кардинальным переменам в информационно-библиотечном обслуживании, затронув все уровни: читателей, библиотекарей, формы и качество обслуживания. Поэтому, внедряемые автоматизированные системы должны обеспечить автоматизацию внутрибиблиотечных процессов, и процессов, направленных на внешнее взаимодействие библиотек.

Современные информационные системы должны обеспечить создание и сопровождение электронных каталогов, автоматизировать процедуры комплектования, обработки документов, предоставить читателям и абонентам библиотеки удобные средства для поиска и автоматизированного заказа необходимых им материалов в фондах библиотеки, выполнения заказов, повысить эффективность контроля за технологическими процедурами обработки поступивших документов и обслуживания читателей и абонентов, открыть доступ внешних пользователей к фондам библиотеки, а пользователям библиотеки - к информационным ресурсам других библиотек через международные компьютерные сети передачи данных. В связи с этим

создание корпоративных сетей является одним из важных составляющих развития информационных технологий на современном этапе. Корпоративное взаимодействие позволяет разрешить две проблемы. Первая, объединить усилия по созданию библиографических данных. Вторая, предоставить пользователю открытый и свободный поиск необходимой литературы на большом информационном пространстве корпоративных сетей. Поэтому, современные автоматизированные информационные системы, используемые в библиотеках, обязательно должны включать режимы, обеспечивающие взаимодействие библиотек с помощью сетевых протоколов.

Обмен библиографическими данными между библиотеками осуществляется в MARC-форматах, поэтому необходимо предусмотреть режимы импорта/экспорта записей в автоматизированную систему.

Важной чертой современных процессов формирования информационного пространства является создание электронных коллекций, в создании которых принимают участие представители различных сфер деятельности — от библиотекарей, до специалистов отдельных отраслей науки.

Поскольку библиотека является подразделением учебного учреждения, то внедряемые в библиотеку информационные системы должны обеспечить взаимодействие с другими автоматизированными подсистемами, используемыми в вузе.

Исходя из функциональных требований автоматизированная система должна включать два компонента: компонент, реализующий

135

внутрибиблиотечную технологию; компонент, реализующий взаимодействие с другими библиотеками на основе сетевых протоколов.

Для использования в библиотеках учебных заведений предлагается АИБС «МАРК-SQL», которая обеспечивает комплексную автоматизацию основных библиотечных процессов. АИБС «МАРК-SQL» существует в нескольких версиях: для крупных вузов, колледжей, школ. Система разработана на основе принципа открытых систем и функционирует в архитектуре клиент-сервера. В качестве СУБД используется SQL-сервера. При выборе СУБД учитывались следующие факторы: во-первых, многие вузы имеют в наличии SQL-сервера, во-вторых, применяемая схема баз данных является открытой и прозрачной для специалистов, и поэтому появляется возможность без принципиальных трудностей взаимодействовать с другими общевузовскими системами; в-третьих, что есть специалисты, которые знают и умеют работать с этими программными средствами. АИБС «МАРК-SQL» поддерживается лингвистическое обеспечение, которое включает рубрикаторы, классификаторы, тезаурусы, авторитетные файлы, имеет мощные поисковые возможности, позволяет создавать электронные коллекции и др. В системе созданы режимы, позволяющие работать в корпоративных сетях. Внутренним форматом каталогизации используется MARC21, RUSMARC. Все это создает предпосылки для заимствования записей в других организациях без особых трудностей.

Активное внедрение автоматизированных систем позволяет за достаточно короткий срок создать электронные ресурсы, использование которых позволит не только получить прямой экономический и социальный эффект за счет ускорения получения информации и повышения ее качества, но и поднять престиж и профессиональную привлекательность труда библиотечных и информационных работников.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НОВЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ОРГАНИЗАЦИИ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА КАФЕДРЫ ФИЗИЧЕСКОЙ И КОЛЛОИДНОЙ ХИМИИ РГУ

Левченков С.И., Щербаков И.Н., Коган В.А. Ростовский государственный университет, химический факультет s_levchenkov@rambler.ru

С целью совершенствования организации учебного процесса кафедры физической и коллоидной химии РГУ создан комплекс электронных учебно-методических материалов, охватывающий большинство учебных курсов, ведущихся на кафедре. Для размещения материалов был организован web-сайт кафедры в сети Интернет, расположенный по адресу www.physchem.chimfak.rsu.ru. Создание сайта получило финансовую поддержку по результатам проводившегося в РГУ конкурса на получение гранта для дальнейшего развития и внедрения информационных технологий в процесс обучения в РГУ.

136

На сайте кафедры физхимии РГУ представлена информация обо всех учебных курсах, читаемых преподавателями кафедры на дневном и вечернем отделениях химического и биолого-почвенного факультетов. Для пользователей доступны программы лекционных курсов, перечни выполняемых лабораторных работ, вопросы для подготовки к коллоквиумам и зачётам, списки рекомендуемой литературы, а также информация о преподавателях кафедры. По некоторым курсам ("Физическая химия", "Физическая и коллоидная химия", "История и методология химии") представлены разработанные сотрудниками кафедры конспекты лекций в html-формате. Кроме того, на сайте размещено большинство рекомендованных учебно-методических пособий, которые пользователи могут скопировать или просмотреть в режиме on-line в виде pdf- или djvu-файлов. Во многом это решает проблему недостаточной обеспеченности учебного процесса соответствующими печатными изданиями. Система перекрестных ссылок обеспечивает удобный доступ ко всем имеющимся материалам.

Программно сайт реализован средствами WEB сервера Apache, выполняющегося в операционной системе Fedora Core 3 Linux. Использование этих свободно распространяемых программ полностью решает проблему лицензирования ПО и законности его использования. Кроме того, применение ОС Linux позволило использовать в качестве аппаратной платформы менее мощный (следовательно, более дешевый) компьютер.

Архитектура описываемого комплекса учебно-методических материалов представлена на схеме 1. С любой страницы сайта пользователи могут, минуя главную страницу, переместиться в каждый из основных разделов; конспекты лекций и учебно-методические пособия открываются в новом окне браузера.

Поскольку сайт ориентирован прежде всего на студентов, далеко не все из которых имеют высокоскоростной доступ к сети Интернет, при создании сайта разработчики намеренно сделали акцент на максимальную простоту оформления с целью обеспечения возможно более быстрой загрузки страниц. Ту же цель преследует и перевод учебно-методических пособий в формат djvu, как обеспечивающий наименьший размер файлов при сохранении качества и возможность просмотра части файла без его полной загрузки.

Доступность и простота представления информации на сайте оказывает стимулирующее воздействие на использование студентами компьютеров и сетевого доступа. Благодаря этому студенты получают и совершенствуют навыки использования в учебном процессе информационных технологий, что является неотъемлемой частью культуры образования в современном обществе.

137

Схема 1. Структура сайта кафедры физической и коллоидной химии Ростовского

госуниверситета

В настоящий момент продолжается работа по расширению круга представленных материалов, в частности, по переводу в электронную форму всех ранее опубликованных учебных и методических пособий.

Учебно-информационный сайт кафедры физической и коллоидной химии РГУ будет в дальнейшем служить основой для внедрения современных информационных технологий в учебный процесс кафедры и химического факультета.

ГЛАВНАЯ СТРАНИЦА

Новости

Учебные курсы

Учебные материалы

Коллектив кафедры

Научная работа

Навигация по сайту

История кафедры

Персональные страницы

сотрудников

Информация об учебных курсах

Физическая химия

Коллоидная химия

Физическая и коллоидная

химия (биофак)

История химии

Дисциплины специализации

Элективные курсы

Банк учебно-методических

пособий

138

ОДИН ИЗ ПОДХОДОВ К СОЗДАНИЮ ИНТЕГРИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ СБОРА , ОБРАБОТКИ , АНАЛИЗА И ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ В ИНТЕРЕСАХ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ РЕГИОНАЛЬНОЙ СИСТЕМОЙ ОБРАЗОВАНИЯ

Лозицкий И. Г., Заичко В.А. ООО «ФинПромМаркет-ХХ1» (ИВЦ Аверс) valery@iicavers.ru

Ближайшей стратегической целью научно-технической и финансовой политики Министерства образования Российской Федерации в области информатизации является создание отраслевой Интегрированной Автоматизированной Информационной Системы (ИАИС), объединяющей Министерство, образовательные учреждения, органы управления образованием и федеральные органы.

ИАИС образования РФ должна удовлетворять следующим требованиям:

• Возможностью интегрироваться с другими внешними системами. • Адаптироваться к организационно-производственным циклам

различных учреждений. • Масштабируемостью – возможностью эффективно функционировать

как в рамках одной организации, так и в рамках всей федеральной системы образования.

• Качеством. Система должна строиться с учетом международных стандартов в области управления качеством.

• Функциональной отчетностью. Способностью формирования отчетной документации в строгом соответствии с нормативными документами.

• Надежностью. Иметь опыт длительной эксплуатации на предприятиях образовательной сферы (не менее 10 лет), а технология и архитектура построения системы должна обеспечивать срок службы не менее 20 лет.

Создание такой системы возможно только на основе профессиональных решений – программных продуктов проверенных длительным сроком эксплуатации и востребованных в системе образования.

Очевидно, что решение проблемы комплексной автоматизации сферы образования должно происходить, на наш взгляд, в двух направлениях:

Первое направление - определение политики в области создания ИАИС, формирование основных технических, методических, концептуальных требований к системе, разработка принципов и архитектуры системы. Естественно, что работами в этом направлении должны и обязаны заниматься специализированные институты, работающие в области информатизации сферы образования.

Второе направление связано с разработкой программных средств для автоматизации конкретных задач с целью реализации тех или иных управленческих функций. Основной из таких задач является задача сбора,

139

обработки и анализа информации на каждом уровне, а также и передачи ее с одного уровня управления на другой.

На этом направлении, по нашему мнению, могут заниматься отдельные компании по разработке программных продуктов, региональные центры информатизации образования и даже отдельные образовательные учреждения. Естественно, что эти разработки могут быть применимы для решения частных задач практически на всех уровнях управления, но опыт показывает, что в основном их решения применимы для первого-второго (реже высших) уровней управления.

Для формирования информационной инфраструктуры отдельного учреждения к использованию предлагаются такие программные комплексы как:

- автоматизированная информационно-аналитическая система (АИАС) «Управление образовательным учреждением» (АРМ Директор);

- АИАС «Школьная библиотека»; - АИАС «АВЕРС расписание»; - АИАС бухгалтерского учета и управления финансово-хозяйственной

деятельностью образовательного учреждения (АВЕРС бухгалтерия); - АИАС «Тарификация». Основу функционирования системы составляет программный комплекс

АРМ «Директор», при помощи которого формируется единый банк данных образовательного учреждения и интеграция всех информационно-аналитических систем (Рис. 1).

Кратко перечислю предназначение и основные задачи, решаемые вышеназванными системами.

I. Автоматизированная информационно-аналитическая система "Управление образовательным учреждением" (АРМ Директор)

Специализированная система, предназначенная для унификации внутришкольного делопроизводства, автоматизации процессов управления школой, планирования и контроля качества учебного процесса.

Функциональные подсистемы АРМ ‘Директор’: Делопроизводство: позволяет вести базы данных личных дел

сотрудников и учащегося контингента учреждения; формировать адресную и алфавитную книги; в динамическом режиме создавать отчеты любых форм и содержания, в том числе стандартные статистические отчеты (ОШ № 1, ОШ № 5, паспорт школы); готовить документы, необходимые для прохождения процедуры аттестации (лицензирования) учреждения.

Планирование: позволяет формировать структуру учреждения; рассчитывать базисный учебный план и сетку часов; распределять основную и дополнительную нагрузку преподавателей.

Успеваемость: позволяет вести учет успеваемости учащихся в виде абсолютных, относительных и обобщенных показателей по отчетным периодам и срезам знаний.

Здоровье: позволяет осуществлять мониторинг состояния здоровья учащихся и сотрудников учреждения; планировать проведение

140

диспансеризаций и других профилактических мероприятий, контролировать их результаты.

Приказы: позволяет определять циклограмму издания приказов по учреждению; готовить проекты приказов, издавать и контролировать их исполнение; вести книги учета приказов; формировать книгу движения учащихся.

Тарификация: позволяет проводить тарификацию преподавателей; рассчитывать затраты на оплату труда по категориям работающих, тарифный и надтарифный фонды.

Аналитика: позволяет получать данные, необходимые для мониторинга качества образовательного процесса в учреждении (степень обученности, качество знаний, успеваемость), проведения аттестации и управления переподготовкой кадров.

II. Автоматизированная информационно-аналитическая система "Школьная библиотека"

Автоматизированная информационно-аналитическая система учета библиотечного фонда и организации деятельности школьных библиотек.

АИАС «Школьная библиотека» предназначена для комплексной автоматизации повседневной деятельности школьных библиотек, включая процессы учета библиотечного фонда, организацию работы библиотеки с пользователями и другими библиотеками, вопросы оценки состояния библиотечного фонда, определения потребности библиотеки в новых поступлениях и необходимости обновления (увеличения) фондов, изучение читательского спроса, а также вопросы контроля за состоянием библиотечного фонда и планирования работы библиотеки на перспективу.

Программный комплекс АИАС «Школьная библиотека» позволяет: • проследить путь каждого документа (издания), от его поступления на

баланс школьной библиотеки до списания; • оценить потребности пользователей школьной библиотеки в

различных изданиях; • спланировать деятельность библиотеки; • обеспечить быстрый поиск необходимых документов (изданий). Работники библиотеки и лица, осуществляющие контроль за

деятельностью библиотеки, имеют возможность быстрого получения всех учетных, отчетных и сопроводительных документов, предусмотренных «Инструкцией об учете библиотечного фонда» и методическими рекомендациями по применению этой инструкции в библиотеках образовательных учреждений.

АИАС «Школьная библиотека» может использоваться не только в школьных библиотеках, но и в библиотеках средних специальных и высших учебных заведений, а также в городских, районных библиотеках и библиотеках различных организаций.

141

III. Автоматизированная информационно-аналитическая система "АВЕРС - расписание"

специализированная программа, предназначенная для составления расписания занятий во всех типах образовательных учреждений (общеобразовательные учреждения, учреждения профтехобразования)

Программа позволяет: • учитывать санитарные правила и нормы; • учитывать распределение классов по сменам; • объединять классы в поток; • делить классы (потоки) на группы; • составлять расписание классов без "окон"; • генерировать различные формы таблиц расписания; • планировать замены; • представлять таблицы в Excel, Word и HTML форматах; • сокращать "окна" в расписании учителей и многое другое. ПРОГРАММА "АВЕРС-расписание" помогает завучу подготовить

оптимальное расписание уроков с учетом пожеланий учителей и требований администрации.

Программа состоит из четырех разделов "Списки", "Нагрузки", "Расписание" и "Замены".

IV. Автоматизированная информационно-аналитическая система "Тарификация"

Специализированная система, предназначенная для

автоматизированного расчета фонда заработной платы образовательного учреждения. Информация: позволяет определять структуру образовательного

учреждения; вести базу данных личных дел сотрудников с указанием данных, необходимых для расчета тарификации сотрудника; производить назначения на должности, контролировать перемещения; формировать справочники действующих в учреждении тарифных сеток, надбавок и доплат; строить статистические отчеты, отражающие качественный состав сотрудников учреждения; готовить документы, необходимые для прохождения процедуры аттестации.

Планирование: позволяет рассчитывать учебный план и сетку часов; проводить распределение педагогической и дополнительной нагрузки преподавателям; в автоматическом режиме, исходя из информации о структуре учреждения, на основании утвержденных типовых штатных расписаний, составлять штатное расписание учреждения; распределять основную и дополнительную нагрузку преподавателей; производить назначение сотрудникам надбавок и доплат.

142

Тарификация: позволяет проводить тарификацию преподавателей; рассчитывать тарификационный список, затраты на оплату труда по категориям работающих, тарифный и надтарифный фонды учреждения.

Аналитика: позволяет получать данные, необходимые для анализа объема использования надбавок и доплат в различных типах учреждений; рассчитывать требуемый для их реализации объем финансирования; оптимизировать условия их применения. АИАС может применяться для проведения тарификационных расчетов

не только в отдельном образовательном учреждении, но и в плановом отделе централизованной бухгалтерии.

АИАС ‘Тарификация’ взаимодействует с другими программными

продуктами компании: - с АИАС ‘Управление образовательным учреждением’ (АРМ

‘Директор’) - в части импорта данных о структуре учреждения и его сотрудниках, учебном плане, сетке часов, штатном расписании, распределении основной и дополнительной нагрузок преподавателей;

- с АИАС ‘Смета’ - в части экспорта данных о планируемых затратах на оплату труда сотрудникам учреждения.

Перечисленный перечень программ предназначен для использования в образовательных учреждениях различных типов и видов: от дошкольных образовательных учреждений до СУЗов, с целью формирования их единой информационной инфраструктуры.

Для формирования единого информационного пространства

региональной (муниципальной) системы образования разработаны следующие программные продукты:

- автоматизированная информационно-аналитическая система (АИАС)

«Орган управление образованием» (АИАС РОНО); - АИАС «Централизованная бухгалтерия»; - АИАС «Сводная статистическая отчетность»; - АИАС «Тарификация» (версия "Централизованная бухгалтерия"); - АИАС «Школьная библиотека» (версия Методический центр). Основу функционирования системы на муниципальном уровне

управления составляет Автоматизированная информационно-аналитическая система "Орган управления образованием" (АИАС РОНО) – это специализированная система сбора, обработки, анализа, хранения и передачи информации в интересах эффективного управления территориальной образовательной системой любого уровня.

143

Программа предназначена для комплексной автоматизации деятельности муниципальных (местных, региональных) органов управления образованием.

Программный комплекс АРМ "РОНО" позволяет: - сформировать единый банк данных всех типов и видов

образовательных учреждений на уровне района, города, региона; - осуществлять выборку данных как по конкретному образовательному

учреждению, так и по совокупности их видов и типов; - оперативно получать полную и достоверную информацию о состоянии

и динамике образовательной инфраструктуры; - сформировать единый интегрированный банк данных учащегося

контингента, педагогических (административных) кадров образовательных учреждений района (города, региона);

- решать задачи аттестации и переподготовки кадров, планирования потребностей образовательных учреждений в педагогических (административных) кадрах;

- осуществлять мониторинг образовательной деятельности в подведомственных учреждениях, проводить объективный анализ состояния образовательного процесса в учреждениях;

- обеспечить контроль за планированием учебно-педагогического процесса в подведомственных учреждения. Унифицировать процесс формирования штатных расписаний учреждений, учебных планов;

- получать достоверную информацию об имеющихся в учреждениях вакансиях педагогических и административных кадров.

- контролировать формирование фонда оплаты труда, правомерность и корректность использования в учреждениях надбавок и доплат;

- принимать стандартные формы отчетов образовательных учреждений (ОШ), проверять достоверность представленных в них данных, формировать консолидированные отчеты образовательных учреждений района (города) и представлять их в виде, определяемом форматом программы МОРФ (Мониторинг образования РФ), рекомендуемой Министерством образования РФ;

- проводить аналитическую обработку информации, содержащейся в первичных и консолидированных отчетах учреждений;

- унифицировать систему документооборота в подведомственных учреждениях в части касающейся кадрового делопроизводства;

- определять нестандартные формы отчетных документов учреждений, осуществлять их аналитическую обработку и консолидацию;

- осуществлять передачу циркулирующих в системе данных и документов (в том числе и стандартизованных форм статистической отчетности) на вышестоящие уровни.

Автоматизированная информационно-аналитическая система "РОНО"

информационно взаимодействует с программными комплексами

144

"Централизованная бухгалтерия", "Сводная статистическая отчетность", "АРМ Директор", "Школьная библиотека", "Ревизор", открыта к информационному обмену с другими системами на уровне "экспорта-импорта" данных.

АИАС "РОНО" - программа, формирующая единое информационное

пространство территориальной (районной, городской, областной) образовательной системы.

Таким образом, интеграция всех разработанных систем компании как на

уровне отдельного образовательного учреждения, так и на муниципальном (региональном) уровнях (Рис.2) позволяют сформировать единое информационно-образовательное пространство региона.

Все наши программные продукты прошли апробацию в образовательных учреждениях России и имеют сертификаты соответствия качеству, рецензированы Институтом информатизации образования РАО, отмечены наградами Всероссийского выставочного центра, являются дипломантами Международных и региональных выставок-конференций "Информационные технологии в образовании".

В заключение еще раз хотелось бы отметить, что разработанные Информационно-внедренческим центром «АВЕРС» программные продукты полностью адаптированы под особенности работы учреждений образования, положительно зарекомендовали себя длительной и надежной работой в учреждениях регионального и муниципального уровня, могут рассматриваться как готовая основа комплексного, профессионального решения вопросов создания подсистемы управления образовательными учреждениями в рамках Интегрированной Автоматизированной Информационной Системы (ИАИС) сферы образования Российской Федерации.

145

Рис. 1. Взаимодействие программных продуктов АВЕРС в едином информационном пространстве школы

146

Рис. 2. Взаимодействие программных продуктов АВЕРС для формирования единого информационного пространства региона

147

ЭЛЕКТРОННЫЕ УМК И НОВАЯ ПАРАДИГМА ОБРАЗОВАНИЯ

Лубский А.В., Герасимов Г.И., Леусенко Д.А. Ростовский государственный университет, ИППК olesya-tv@list.ru

УМК – учебно-методические комплексы являются одной из важных форм управления качеством образовательного процесса в высшей школе. Они играют особую роль, с одной стороны, в формировании профессиональной культуры преподавателя, определяя его проективно-образовательную деятельность, с другой – в подготовке специалистов, являясь формой организации самостоятельной работы студентов, активизации их познавательной самостоятельности.

В конце прошлого века человечество вступило в новую фазу своего развития, получившую название информационной революции, которая чем далее, тем все более отчетливо высвечивает нарастающий кризис существующей системы высшего образования. Суть этого кризиса проявляется, прежде всего, в том, что студенты не справляются с нарастающими потоками профессиональной информации. Явление, в которое вылилась эта проблема, получило название «функциональной неграмотности», не позволяющей специалистам эффективно выполнять профессиональные функции после окончания высшего учебного заведения.

Информационная революция – это не просто лавинообразно растущий поток информации, это – поток постоянно изменяющейся информации. Динамизм современной жизни таков, что человеку уже не хватает однажды полученного высшего образования, чтобы полноценно выполнять свои профессиональные функции в обществе. Если раньше выпускнику вуза достаточно было полученных однажды знаний практически на всю жизнь, то в настоящее время система этих знаний кардинально меняется в течении 5–7 лет. Следовательно, современный специалист стоит перед проблемой: ему нужно постоянно обновлять полученную в высшей школе систему профессиональных знаний.

Преодоление кризиса современной системы высшего образования специалисты связывают с трансформацией учебного процесса в учебно-образовательный, переходом от информационно-знаниевой парадигмы обучения к развивающей парадигме образования.

Целью информационно-знаниевой парадигмы обучения является получение студентами определенных профессиональных знаний, умений и навыков. Основой этой парадигмы выступает трансляция готового знания, который студент должен запомнить и воспроизвести. Репродуктивность, механистичность, память, когнитивная пассивность, реактивность, «мертвое знание» выступают базовыми характеристиками информационно-знаниевой парадигмы.

Целью развивающей парадигмы образования является развитие у студентов, прежде всего, таких способностей, как когнитивная активность, креативность, критичность, рефлексивность, выступающих основой их

148

познавательной самостоятельности в процессе приобретения новых учебных знаний, умений и навыков, превращения их в инструмент познавательной и практической деятельности. Основой развивающей парадигмы образования выступает создание организационных и интеллектуальных условий для непосредственного участия студентов в процессе производства новых учебных знаний, а не запоминания и воспроизводства готовых знаний. Поэтому базовыми характеристиками этой парадигмы являются продуктивность, органичность, мышление, когнитивная активность, креативность, «живое знание».

Познавательными ориентирами развивающей парадигмы образования в высшей школе выступают фундаментализм и методологизм. Фундаментализм – это ориентация на новейшие теоретические достижения в современной науке, перевод научных текстов на язык учебно-познавательной деятельности. Если в XIX в. основная задача науки и высшего образования состояла в расширении знаний, то в XX столетии на первый план вышла задача объяснения и понимания огромного, накопленного всем предшествующим познавательным опытом фактического материала. В конце XX в. основной проблемой стал поиск новых методологических ориентиров познавательной деятельности. В области образования наметился переход от энциклопедизма и теоретизма к методологизму, от усвоения различных эмпирических и теоретических знаний к овладению многообразными способами познавательной деятельности.

Значение принципа методологизма в высшем образовании отчетливо проявляется в условиях информационной революции. Нынешняя парадигма высшего образования, ориентированная на овладение студентом всей системой эмпирического и фундаментального теоретического знания, оказывается в принципе невозможной. Студенты, оказавшись не в состоянии найти и переработать необходимую им информацию, неизбежно попадают в ситуацию информационного выбора. Принцип методологизма как раз и ориентирует новую парадигму образования на развитие познавательной самостоятельности студентов, на то, чтобы они «научились учиться», в том числе выбирать и усваивать ту информацию, которая необходима им в первую очередь.

Особое значение в развивающей парадигме высшего образования отводится его гуманитаризации, которая актуализирует проблему как трансформации содержания учебного процесса, так и организации его пространства, в котором главным становится «сотворчество» студентов и преподавателя. Гуманитаризация образования направлена на формирование творческой личности специалиста с высокой профессиональной компетентностью. Гуманитаризация образования, превращая студентов из объекта образовательной деятельности в его активного субъекта, укореняет в сознании студентов представление о творчестве как основе его профессиональной деятельности.

Высшее образование сегодня должно ориентироваться на овладение студентами определенной совокупностью так называемых ключевых

149

компетенций, способствующих оптимальному их включению в динамику социокультурного развития. Примером такой совокупности может служить список ключевых компетенций, предложенных Советом Европы в рамках осуществления проекта «Современное образование для Европы» и адаптированных к социокультурной специфике России:

1. Изучать: организовать взаимосвязь своих знаний и упорядочивать их; уметь извлекать пользу из опыта; организовать свои собственные приемы учения; уметь находить решение новых проблем; самостоятельно заниматься своим собственным образованием.

2. Искать: запрашивать различные базы данных; уметь извлекать информацию из окружающей среды; уметь обрабатывать и классифицировать различную (по основаниям и источникам) информацию; уметь пользоваться услугами эксперта.

3. Думать: осознавать взаимосвязь прошлых и настоящих событий; критически относиться к различным аспектам развития общества; уметь ориентироваться в сложностях и противостоять неуверенности; занимать обоснованную позицию в дискуссиях и формировать свое собственное мнение; видеть и оценивать значимость экономического, политического, социального и культурного окружения, в котором осуществляется образование или работа; оценивать и формировать социальные привычки, связанные со здоровьем, потреблением, сохранностью окружающей среды; уметь оценивать произведения искусства и литературы.

4. Сотрудничать: уметь строить взаимоотношения и совместную работу в группе; принимать ответственные решения; улаживать разногласия и конфликты; уметь договариваться; уметь разрабатывать, заключать и выполнять контракты.

5. Приниматься за дело: включаться в проект; нести ответственность; войти в группу или коллектив и внести свой вклад; доказать солидарность; уметь организовать свою работу; уметь пользоваться вычислительными и моделирующими приборами.

6. Адаптироваться: уметь использовать новые технологии информации и коммуникации; доказать гибкость перед лицом быстрых изменений; показать стойкость перед трудностями; уметь находить новые решения.

В целом развивающая парадигма образования является не только средством повышения качества учебного процесса в высшей школе, но и способом формирования таких качеств специалиста, как социальная уверенность и профессиональная конкурентоспособность.

Переход к развивающей парадигме образования в высшей школе актуализирует проблему возможностей использования в ней компьютерных технологий. В настоящее время эти технологии в основном активно применяются в русле старой, информационно-знаниевой парадигмы обучения, внося в нее при этом целый ряд новаций. Компьютерные технологии позволяют, с одной стороны, значительно расширить, а с другой – оптимизировать информационное пространство учебного процесса, сделать его удобным для пользователей, сократить дистанцию между источником

150

информации и ее потребителем. Компьютерные технологии учат работать с информацией, активизируют самые разнообразные виды памяти, в том числе образный и эмоциональный. Большую роль эти технологии играют в процессе контроля полученных студентами знаний и умений.

Важно также подчеркнуть, что компьютерные технологии оставляют учебный текст как источник информации постоянно «открытым», ориентируя студентов на поиск необходимой дополнительной информации и предоставляя им соответствующие «навигационные» возможности. Использование компьютерных технологий в учебном процессе тем самым серьезно трансформирует традиционную, информационно-знаниевую парадигму обучения, в рамках которой «текст-знание», создаваемый преподавателем, носит «закрытый» характер.

Вместе с тем компьютерные технологии в учебном процессе в высшей школе в основном базируются на информационно-воспроизводящем принципе. В этом плане они еще мало ориентированы на развитие критически-творческого мышления студентов, формируя у них репродуктивно-потребительский тип мышления. Поэтому одной из задач дальнейшего развития компьютерных учебных технологий в высшей школе является усиление их роли в плане развития познавательной самостоятельности студентов и формирования у них продуктивного типа мышления.

Современные компьютерные технологии обладают значительным потенциалом, чтобы работать в учебном процессе не только в информационно-воспроизводящем, но и информационно-производящем режимах. С этой целью компьютерные технологии, используя возможности интерактивного общения, должны создавать информационные условия для того, чтобы студенты учились самостоятельно получать учебные знания, инструментализировать их и использовать для производства новых знаний.

В ИППК при РГУ в русле развивающей парадигмы образования с учетом соответствующих задач использования компьютерных технологий в учебном процессе были разработаны комплекты электронных УМК по дисциплинам учебного плана профессиональной подготовки специалистов по направлению «Регионоведение». УМК содержат необходимую информацию, связанную с организацией учебного процесса (учебно-тематические планы лекций и семинарских занятий) и осуществлением контроля за учебной деятельностью студентов (тесты, письменный экзамен). УМК содержат также информационную базу данных, необходимую для самостоятельного изучения учебного курса (учебные материалы к лекциям и семинарским занятиям).

Все это позволяет оптимизировать учебный процесс, в частности, сократить количество аудиторных часов, уменьшить затраты студентов, связанные с поиском необходимой учебной информации, сделать эту информацию доступной и удобной для пользования.

Кроме того, электронные УМК содержат раздел – «Самостоятельная работа», связанный с развитием у студентов познавательной активности и

151

когнитивной самостоятельности. В этот раздел включены задания, выполнения которых позволяет студентам приобретать умения получать новые эмпирические, теоретические и аксиологические знания, их систематизировать и концептуализировать; оперировать базовыми понятиями, теоретическими и ценностными конструктами учебного курса; решать познавательные задачи; логично выстраивать устные и письменные тексты.

Содержание этих заданий обусловлено спецификой учебного дисциплины, возможностями преподавателя и студентов, но цель у них одна – развитие интеллектуальных способностей студентов и через это включение их в процесс самостоятельного приобретения и производства учебных знаний.

В учебном процесс большое внимание уделяется усвоению студентами базовых понятий курса. В информационно-знаниевой парадигме их ориентировали на «заучивание» этих понятия. Развивающая парадигма образования предполагает необходимость самостоятельного конструирования студентами учебных понятий. Поэтому в УМК предлагаются возможные способы такой познавательной деятельности, овладевая которыми студенты самостоятельно и творчески наполняют учебные понятия определенным содержанием.

С целью приобретения студентами умений систематизации учебных знаний эмпирического характера им предлагаются такие задания для самостоятельной работы, как заполнение таблиц тематического содержания. С целью приобретения студентами умений концептуализации эмпирических и теоретических знаний студентам даются задания по созданию письменных текстов в соответствии с определенными алгоритмами, которые предварительно разрабатывается преподавателем или могут быть предложны самими студентами.

С целью активизации когнитивной самостоятельности и развития логики мышления студентам предлагаются задания по решению разного рода познавательных задач, например, на доказательство и сравнение. Компьютерные технологии позволяют эффективно использовать в их решении различные алгоритмы и переносить алгоритмические способы интеллектуальной деятельности на новые когнитивные области. С целью развития творческой самостоятельности и креативного мышления, связанного с формализацией знаний, студентам предлагаются задания на составление различных структурно-логических схем.

Электронные УМК позволяют эффективно готовиться к сдаче письменного экзамена, который в рамках развивающей парадигмы образования, выступая продолжением учебного процесса, является одной из форм его контроля и методом определения качества знаний, умений и навыков студентов, при чем по всему учебному курсу.

Письменный экзамен, с одной стороны, способствует развитию «западающих» элементов культуры мышления, с другой – расширяет возможности информационно-коммуникативного взаимодействия. Студенты

152

получают большие возможности для целостного изложения и аргументации своего понимания изученного материала. Кроме того, письменная речь наиболее адекватно свидетельствует об умениях логично мыслить и в соответствии с проблемой выстраивать тексты.

Электронные УМК содержат, с одной стороны, требования к письменному экзамену, в ходе которого студенты должны продемонстрировать профессиональные знания, умения и навыки, а также умения, связанные с концептуализацией, систематизацией и формализацией знаний, оперированием базовыми понятиями, инструментализацией приобретенных знаний, решением познавательных задач и получением новых знаний. С другой стороны, УМК содержат различные варианты алгоритмизации учебного процесса, позволяющие студентам, используя компьютерные технологии, такие знания и умения приобретать самостоятельно.

Для удобства пользования электронные УМК размещены на сайте ИППК при РГУ, на учебном сервере в компьютерном классе и CD-диске, вручаемом каждому студенту в начале учебного года.

Таким образом, электронные УМК, выполненные в рамках развивающей парадигмы образования, играют большую роль в учебной деятельности преподавателя, выступая проективной формой ее организации, и учебной деятельности студентов, направленной на развитие их познавательной самостоятельности. Тем самым компьютерные технологии в настоящее время выступают важным фактором формирования новой архитектуры учебно-образовательного пространства в высшей школе.

Не вытесняя преподавателя из учебного процесса, компьютерные технологии изменяют его роль, придавая ей все более выраженный характер тьютерской деятельности. Однако при этом возникает проблема, как сохранить в условиях компьютеризации образовательного процесса его социокультурный потенциал, обеспеченный неповторимостью и индивидуальностью каждого из его субъектов.

ОРГАНИЗАЦИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ WEB-СТУДИИ РГУ И КЛУБА КОМПЬЮТЕРНОГО ТВОРЧЕСТВА РГУ

Магоян К.Х., Ширшин И.С., Магоян А.Х. Ростовский государственный университет, механико-математический факультет kmagoyan@math.rsu.ru, i1@rbcmail.ru, amag@freemail.ru

Союзом студентов РГУ на механико-математическом факультете было организовано два проекта: Web-студия РГУ и Клуб Компьютерного Творчества РГУ. Целью этих проектов является создание, развитие и обслуживание Интернет-ресурсов РГУ, реализация различных научно-практических проектов, связанных с информационными технологиями, силами студентов. На сегодняшний день работа ведётся в трёх группах

153

(задействованы 54 студента). В дальнейшем планируется расширить деятельность на другие факультеты РГУ и увеличить количество групп.

Web-студия РГУ была организована в сентябре 2004 года, тогда же была набрана первая группа, которая приступила к занятиям уже с октября. Основными задачами студии являются: обучение Web-дизайну и программированию с дальнейшим применением полученных знаний на практике, а также обслуживание сайтов РГУ. Лекции читаются по языку гипертекстовой разметки HTML, по каскадным таблицам стилей (CSS), по языкам программирования JavaScript и PHP волонтёрами от Союза студентов РГУ. За столь короткий период Web-студией РГУ было создано (и продолжают создаваться) и поддерживаются более 7 сайтов различных подразделений нашего университета (сайт студенческого сектора профкома РГУ – http://www.studprof.rsu.ru, студенческий сайт мехмата РГУ – http://www.stud.math.rsu.ru, сайт литературного клуба «Три точки» – http://studunion.rsu.ru/litclub/Welcome.htm, сайты кафедр мехмата и др.). Кроме того, студенты из студии являются частью студенческого актива факультета и с энтузиазмом занимаются различными проектами Союза студентов РГУ. Для них специально проводятся тренинги Психологической службой РГУ на развитие лидерских способностей, творческих способностей, работу в команде, умение уверенно общаться и выражать свои мысли. Руководитель Web-студии РГУ – Калуст Магоян.

Клуб Компьютерного Творчества РГУ был организован в феврале 2005 года. Были поставлены первые задачи работы клуба и набрана первая группа. По сути Web-студия и Клуб Компьютерного Творчества РГУ – это две неразрывно связанные части одного целого. Подразумевается, что их работа взаимосвязана. В то же время есть некоторые отличия: в студии обучение начинается с самых начал, так сказать, «с нуля», а в Клубе подразумевается уже наличие базовых знаний и некоторый опыт за плечами.

Другое отличие от Web-студии состоит в большей ориентации на прикладное программирование, чем на решение Web-задач. Здесь читаются лекции по объектно-ориентированному программированию и различным новым информационным технологиям (таким, как XML и XSLT технологии, работа с COM – объектами и пакетная обработка запросов MS SQL Server 2000, динамическое и основы аспектного программирования). Для участников Клуба также проводятся психологические тренинги, и студенты подключены к работе актива факультета. В деятельность Клуба входит проведение научно-практических конференций по современным информационным технологиям и работа над реальными проектами. Под работой подразумевается реализация проектов в команде. Руководитель Клуба Компьютерного Творчества РГУ – Иван Ширшин.

Данные проекты организованы при поддержке кафедры математического моделирования и кафедры информатики и вычислительного эксперимента механико-математического факультета РГУ.

Результаты работы могут использоваться в деятельности корпоративной кафедры Ростовского Государственного Университета, Южно-Российского

154

государственного технического университета и Таганрогского радиотехнического государственного университета.

ИНТЕРАКТИВНЫЕ ОБУЧАЮЩИЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕ ПРОГРАММЫ ДЛЯ ИНЖЕНЕРНО-ФИЗИЧЕСКОГО И ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Мазурицкий М.И., Cherner Y., Латуш Е.Л., Норанович Д.А., Чеботарев Г.Д. Мигаль Ю.Ф., Головко Ю.И. Ростовский государственный университет, физический факультет, ATeL, LLC, Swampscott, Massachusetts, USA, Ростовский государственный университет путей сообщения, Южный Научный Центр РАН mazurmik@aaanet.ru

Лаборатория ЛАКТОС Ростовского Госуниверситета уже в течение шести лет участвует в международных образовательных проектах совместно с американскими колледжами и компанией AТeL, LLC (Массачусетс, США). Эти работы финансируются американским национальным научным фондом (NSF), американским фондом гражданских исследований и развития (CRDF) и ATeL.

Создаваемые компьютерные программы являются аудиовизуальной многоуровневой интерактивной средой, предназначенной для обучения естественно-научным и техническим дисциплинам, инженерной подготовки и тренинга. Они могут использоваться в колледжах, университетах, а также для переподготовки специалистов соответствующих специальностей, призваны существенно повысить эффективность процесса подготовки квалифицированных инженеров и техников для научных лабораторий и коммерческих организаций.В основе создаваемых компьютерных программ лежит последовательность - от моделирования объектов реального мира к теоретическим обобщениям и к практическим приложениям, - повышает эффективность усвоения учебного материала. Опыт показывает, что эта методика позволяет постоянно поддерживать высокий интерес к обучению на всех его этапах.К настоящему времени разработаны модули:

• Фотоника и принципы оптоволоконной связи; • Беспроводная связь и телефония; • Паровые турбины и сопутствующие устройства; • Радиационные технологии и безопасность; • Термодинамика; • Механика жидкостей.Создаваемые компьютерные программы

предполагают интерактивное компьютерное моделирование, виртуальные эксперименты, on-line лекции, управляемый посредством скрипта анимированный персонаж – “помощник преподавателя”, а также вспомогательный учебный инструментарий для преподавателей и студентов. Многоуровневая структура и гибкий формат большинства обучающих

155

компонентов позволяет преподавателю регулировать уровень сложности в зависимости от педагогических задач и подготовки студентов.

Центральной частью системы являются интерактивные Java-программы и Flash-анимации, которые моделируют физические объекты, процессы и ситуации, знакомые в повседневной жизни или связанные с будущей профессиональной деятельностью. Модули, объясняющие устройство и принцип работы основных технологических элементов в максимальной степени используют представление учебного материала с визуализацией наблюдаемых и скрытых, реальных и воображаемых элементов, объектов, процессов. Характерная особенность этих программ — достаточная сложность и корректность физико-математических моделей, лежащих в их основе, а также высокая степень реалистичности и качества интерфейсной графики.

Открытая и многокомпонентная структура компьютерных модулей, посвященных отдельным дисциплинам, позволяет преподавателям использовать их в качестве основы для создания интегрированной обучающей среды, включающей также традиционные лабораторные работы, различные учебники и учебные пособие, а также другие ресурсы, доступные в электронном формате. В то же время, поскольку интерактивные модели и виртуальные эксперименты представляют собой полнофункциональные компьютерные программы, они могут использоваться в качестве дополнительных материалов к уже существующим курсам.

Программы могут запускаться с жесткого или компакт-диска локального компьютера, могут быть установлен на локальном сервере компьютерного класса или на сетевом сервере учебного заведения, возможна эксплуатация через Интернет. При использовании комплекса в сетевом режиме преподаватель получает дополнительные возможности для мониторинга учебного процесса и контроля успеваемости студентов. Архитектура модулей полностью соответствует требованиям основных международных стандартам и спецификациям для обучающих систем и объектов, включая SCORM и IDM, и совместима с большинством сетевых электронных образовательных платформ.

РАЗРАБОТКА ГРАФИЧЕСКОЙ БИБЛИОТЕКИ ДЛЯ РАБОТЫ С ТРЕХМЕРНЫМИ МОДЕЛЯМИ МЕСТНОСТИ

Марков А. А., Гальченко Г. А. Классический Лицей №1 при Ростовском государственном университете markovizomega@yandex.ru

В начале XXI века в развитии человеческой цивилизации происходят глобальные изменения, ведущие к её новому этапу – постиндустриальному обществу, все шире использующему компьютеризированные орудия труда и информационные технологии.

156

Компьютер позволяет автоматизировать и значительно упростить работу людей многих профессий. Для этого существует довольно много специализированных программ.

С увеличением вычислительных мощностей все шире для наглядного представления информации в программном обеспечении используется трехмерная графика [1]. Начинается внедрение трехмерных моделей местности [2].

Трехмерные модели местности обладают гораздо более существенными возможностями, нежели их двухмерные аналоги. Они являются исключительно эффективным иллюстративным материалом, так как позволяют представить информацию в гораздо более наглядном виде.

Трехмерные модели местности – основа разработки ряда новейших компьютерных технологий в следующих областях:

• математическое моделирование для отработки военной техники; • тренажеры; • командно-штабные учения; • моделирование систем управления транспортными потоками; • архитектурное и ландшафтное проектирование; • объемные презентации; • виртуальный туризм; • компьютерные игры. Однако в России широкого применения трехмерные модели местности

пока не получили, что связано с отсутствием достаточно широкой базы специального программного обеспечения

Цель настоящей работы – разработка графической библиотеки, которая позволила бы значительно расширить возможности уже существующих программ или создать на ее основе новые приложения, использующие все преимущества трехмерных моделей местности.

Основной проблемой, вставшей перед мною в ходе разработки библиотеки стал выбор между существующими принципами представления данных о ландшафте. В работе проведен их анализ и произведен выбор наиболее подходящего. Также в работе сделан выбор оптимальных средств реализации, проведен анализ результатов опытного применения разработанной библиотеки.

Созданная в ходе выполнения работы графическая библиотека позволяет достаточно полно использовать все возможности и преимущества трехмерных моделей местности. Она позволяет расширить возможности уже созданного программного обеспечения или же создать на ее основе новое высокопроизводительное приложение, в котором для представления информации будут применяться вышеуказанные модели. Разработчик смо-жет воплотить большинство идей заказчика, так как библиотека обладает широкими возможностями.

Широкое использование ассемблерных вставок в модуле геометрических расчетов библиотеки и применение оптимизированных

157

функций вывода позволило добиться приемлемой производительности даже на относительно слабых компьютерах.

Направление дальнейшей работы над библиотекой – расширение ее функциональных возможностей, за счет добавления в нее таких функций как:

• поддержка экспорта и импорта файлов моделей наиболее распространенных форматов (3DS Max, Maya и т.д.);

• расширение набора встроенных объектов (здания, деревья и т.д.); • фотореалистичный рендеринг;

Разработка графической библиотеки для работы с трехмерными моделями местности

Выбор принципа представления данных о ландшафте Основной проблемой вставшей перед мной в ходе разработки

библиотеки стал выбор между существующими методами представления данных о ландшафте.

Использование регулярной карты высот. Данные представлены в виде двухмерного массива. Уже заданы две

координаты (x, y - по высоте и ширине массива), и третья координата задается значением в конкретной ячейке, это высота.

На рис. 1 изображен пример, демонстрирующий данный принцип.

Рис. 1. Пример построения ландшафта по регулярной карте высот. Обычно карту высот хранят в файлах изображений. Это позволяет легко

вносить изменения и наглядно просматривать данные. Тогда двумя координатами будет положение конкретного пикселя на картинке, а третья координата будет представлена цветом (чем выше значение, прямая зависимость от яркости пикселя – тем больше значение высоты для этой точки). Обычно такие картинки содержатся в монохромном варианте, но можно использовать и все цвета радуги.

Второй вариант дает больше градаций высоты, чем предполагаемые 256 градаций в случае монохромного представления.

С помощью этого способа можно представить достаточно обширные пространства. Но у него есть один существенный недостаток – слишком много описаний для точек, а также, в некоторых случаях, наблюдается избыточность данных, например, когда задается простая плоскость, то в этом

158

случае для построения будет использоваться множество точек, хотя можно бы было обойтись тремя. Хотя и эта самая избыточность может пойти на пользу, например, при вертексном (вершинном) освещении.

У этого метода существует и несколько плюсов:

• Наглядность, в любой программе просмотра графических файлов можно сразу увидеть всю информацию;

• Простота изменения этих самых данных, так как существует множество программ для работы с растровой графикой;

• В таких картах можно хранить не только данные о высоте. Например, предположим, что для хранения высоты мы используем 16 бит, т.е. две цветовые компоненты, это получается 256x256=65536 градаций высоты. Остальные 8 бит можно использовать для хранения информации о каких-либо особенностях ландшафта, например, расположение зданий, строений, мостов, растительности и так далее.

• Еще одна идея использования карт высот. Будем хранить, также числовые, значения, но теперь не высот, а блоков (назовем их ландшафтными). Можно заранее создать некоторое количество карт высот небольшого размера (скажем 8x8 или 16x16 пикселей), а в карте блоков высот хранить идентификатор существующего блока. Это дает нам значительно больший размер карты и, следовательно, ландшафта. Правда тут нужно будет обратить особое внимание на места соединения блоков. То есть, получается, что первый способ представления данных для построения ландшафта плавно перешел в третий.

• Из некоторых других плюсов можно упомянуть легкость нахождения координат (и высоты!) на карте.

• И еще один плюс – так как вершинные точки расположены регулярно и достаточно близко, можно более правильно и достаточно аккуратно производить динамическое освещение (зачастую, освещенность вершины напрямую зависит от расстояния от этой вершины до источника освещения). Это и есть та самая польза от избыточности данных.

Список использованных источников и литературы 1) Дэйв Салватор. Шаг в третье измерение. // PC Magazine, 7 мая, 2001. 2) Краснов М. В. OpenGL. Графика в проектах Delphi. – СПб.: БХВ-

Петербург, 2002. – 352 с.: ил. 3) Материалы семинара "Трехмерные цифровые модели местности -

опыт и область их применения в Швеции" 4) Пирогов В. Ассемблер для Windows. – BHV-Санкт-Петербург. – 656

стр. 5) Поздняков К. Разработка графического движка. Ландшафт. //

www.gamedev.ru 6) Пономаренко С. Пиксел и вектор. Принципы цифровой графики. –

СПб.: BHV-Санкт-Петербург. – 496 стр. 7) Серба А. Ландшафт шаг за шагом // www.gamedev.ru.

159

8) Технологии построения трехмерных моделей местности. // www.traintech.ru.

9) Шишкин Е. В., Боресков А. В. Компьютерная графика. М.: Диалог-МИФИ, 1995. – 288 с., ил.

10) Якушев А. Основы 3D математики. Векторные и матричные преобразования // www.gamedev.ru.

11) Якушев А. Основы 3D математики. Работа с камерой // www.gamedev.ru.

12) Якушев А. Основы 3D математики. Рендеринг // www.gamedev.ru.

СИСТЕМА MAPLE КАК СРЕДСТВО ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Мачулис В. В. Тюменский государственный университет marelik@rol.ru

Система Maple одна из первых и самых мощных систем символьной математики. Она создана более 20 лет тому назад канадской фирмой Waterloo Maple Inc. Главным ее отличием от известных и популярных языков программирования, ориентированных на научно-технические расчеты, таких как, например, Fortran или Pascal, является способность производить математические действия в символьном или аналитическом виде. Это отличие столь существенно, что позволило говорить о возникновении новой дисциплины – компьютерной математики. В западных странах для подобных инструментов математических вычислений на компьютере принята аббревиатура СКА (системы компьютерной алгебры), однако нам кажется более уместным название системы компьютерной математики (СКМ) ([2]), поскольку компьютерная алгебра ассоциируется только с алгеброй, а возможности таких систем значительно шире. Система Maple позволяет производить весьма сложные аналитические преобразования, зачастую недоступные «человеку с карандашом» из-за их громоздкости, содержит большое число встроенных математических функций, обладает богатыми графическими возможностями, хорошей справочной системой.

Именно возможность аналитических преобразований делает Maple и подобные ей системы наиболее эффективными для образовательных целей. Известно, что любая «численная» система решает только частную задачу, в то время как СКМ могут получить решение задачи в общем (для любого допустимого множества значений переменных и параметров) виде и без погрешности. Это дает возможность применять СКМ не только для изучения программирования, но и различных разделов математики и ее приложений.

Maple используется для обучения студентов факультета математики и компьютерных наук (ФМиКН) ТюмГУ около 10 лет. В начале этого процесса мы инициировали самостоятельную работу студентов по применению СКМ в

160

курсовых и дипломных проектах. Затем система стала использоваться в спецкурсах и, наконец, был введен двухсеместровый факультативный курс для студентов математического отделения ФМиКН. Опыт применения Maple, в частности, в спецкурсе «Динамические системы» позволяет сделать следующие выводы:

1. Благодаря возможностям системы быстро и безошибочно производить аналитические преобразования студенты смогли познакомиться с большим числом задач, применить больше различных методов их решения. Количество пройденного материала увеличилось в 2–3 раза.

2. Богатые возможности визуализации способствовали более глубокому пониманию задачи и осмыслению результатов ее решения.

3. Система интересна большинству студентов и сама по себе. Это стимулирует ее использование в решении различных учебных и научно-исследовательских задач, а значит, способствует качественному обучению.

Многие задачи спецкурса «Динамические системы» требуют построения фазового портрета (с векторным полем) нелинейной системы

161

дифференциальных уравнений. Задача, как правило, не слишком проста, к тому же громоздка и требует нескольких этапов исследования. Однако все утомительные рутинные расчеты можно переложить на Maple и сосредоточиться на анализе результата (построенном фазовом портрете).

Приведем фазовый портрет системы уравнений

23

x x xyy y xy′ = −⎧

⎨ ′ = − +⎩ , построенный с помощью Maple. На рисунке видно векторное поле на фазовой плоскости и несколько траекторий, проходящих через заданные пользователем точки. Очевидно, что эта нелинейная система имеет неподвижные точки (2:3) типа «центр» и (0;0) типа «седло». Разумеется, координаты неподвижных точек, матрицу линеаризации и другие вспомогательные результаты можно легко вывести на экран компьютера.

Оценка усвоения студентами учебного материала содержит две части: теоретическую с демонстрацией умения решать задачи вручную и «компьютерную», состоящую из нескольких программ на языке Maple, написанных студентами самостоятельно по материалу спецкурса. При этом, вопреки опасениям некоторых наших коллег, потери умения решать задачи «с карандашом» не происходит, напротив, мы отмечаем улучшение знаний, умений и навыков студентов, поэтому можем говорить о повышении качества обучения благодаря применению СКМ в учебном процессе.

Литература 1. Васильев А. Н. Maple 8. Самоучитель.: М.: Издательский дом

«Вильямс», 2003. – 352 с. 2. Дьяконов В. П. Компьютерная математика. Теория и практика. М.:

«Нолидж», 2001. – 1296 с. 3. Дьяконов В. П. Maple 7: учебный курс. – СПб.: Питер, 2002. – 672 с. 4. Мачулис В.В. Новые информационные технологии и изучение

математики в школе и в вузе // Вестник Тюменского государственного университета №3. Тюмень: Изд-во ТюмГУ, 1999. С.237-243.

5. Мачулис В. В. Система символьной математики Maple V как средство обеспечения преемственности математического образования. // Образование на рубеже тысячелетий / Материалы Всероссийской научной заочной конференции/, Тверской государственный технический университет, г. Тверь, 2000.

6. Мачулис В. В. Дифференциальные уравнения. Основы качественной теории. Часть 1. Учебное пособие. Тюмень, ТюмГУ, 1995. – 33 с.

7. Мачулис В. В. Дифференциальные уравнения. Основы качественной теории. Часть 2. Учебное пособие. Тюмень, ТюмГУ, 1995. – 41 с.

8. Сдвижков О. А. Математика на компьютере: Maple 8. – М.: СОЛОН-Пресс, 2003. – 176 с.

9. Heck A. Introduction to Maple. – Springer, 2003. – 828 c. 10. Srtogatz S. Nonlinear Dynamics and Chaos. – Westview Press, 2000. –

498 c.

162

11. Wright F. Computing with Maple. – Chapman & Hall / CRC Mathematics, 2001. – 532 c.

СИСТЕМА ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ ЯЗЫКУ SQL

Моисеенко С.И., Калинкин В.Ю., Майстренко А.В. Донской государственный технический университет msi77@mail.ru

Язык SQL (структурированный язык запросов) является стандартным языком работы с реляционными базами данных, который позволяет взаимодействовать с СУБД разных производителей. Возможность построения распределенных систем на базе этого языка привела к тому, что дореляционные системы стали оснащаться интерфейсом SQL. Язык SQL имеет три основных подъязыка: язык определения данных - DDL (Data Definition Language), предназначенный для определения структур базы данных, язык управления доступом к данным, и язык манипуляции данными - DML (Data Manipulation Language), предназначенный для выборки и изменения данных. И если знание первых двух требуется, как правило, для администраторов СУБД и проектировщиков баз данных, то базовые знания DML становятся необходимыми все более широкому кругу специалистов в области информационных технологий, в частности, разработчикам информационных приложений и пользователям таких приложений. Человек, поставленный перед необходимостью самостоятельно освоить язык, обычно покупает одну из толстых книжек по SQL, которые в изобилии имеются в книжных магазинах. Очевидный недостаток этого пути – отсутствие практики для закрепления изученного материала.

Нами была разработана система дистанционного обучения (ресурс в сети Интернет) для помощи в самостоятельном освоении SQL. Это, наверное, один из немногих случаев, когда методика дистанционного обучения оказалась по-настоящему эффективной. Опуская излишние технические подробности, вкратце опишем суть процесса обучения: система содержит множество задач на выборку и модификацию данных, которые адресуются к нескольким оригинальным базам данных. Решая предложенные задачи, пользователь самостоятельно составляет запрос к БД и получает результат его выполнения – запрос выполняется реальной СУБД. При этом система контролирует правильность выполнения задачи и выдает количественные оценки в случае несовпадения результата с правильным решением. Кроме того, можно увидеть результат выполнения правильного, «эталонного» запроса.

Поначалу, составляя и модифицируя простейшие запросы (зачастую наугад) методом проб и ошибок пользователь накапливает ценный опыт взаимодействия с СУБД и интуитивно усваивает суть языка SQL, даже не обладая теоретическим знанием. Теоретическая же часть реализована на

163

сайте в форме справки с описанием основных синтаксических конструкций языка SQL и вполне достаточной для решения задач. Каждый раздел справки снабжен ссылками на рекомендуемые по теме задачи. Т.е. обучение может строиться и классическим путем освоения новой темы с последующим закреплением ее практическими занятиями, при котором пользователь волен сам выбирать стратегию своего обучения.

Также ведется периодическая email-рассылка с подробным описанием типичных ошибок при решении задач и технических приемов для построения эффективных запросов. Решив упражнение, пользователь может ознакомиться на форуме с решениями других участников, опубликовать текст своего решения, поделиться соображениями о достоинствах и недостатках различных путей решения задачи. Т.к. гибкость языка SQL позволяет достичь одного результата многими способами, такие обсуждения очень важны для получения как можно более глубокого знания. Благодаря тому, что форум посещают настоящие профессионалы – знатоки SQL, начинающие имеют уникальную возможность накапливать бесценный опыт и оттачивать свое мастерство. Многие посетители сами предлагают новые оригинальные задачи. Отметим, что задачи имеют разный уровень сложности, что делает систему интересной не только для новичков, но и для профессионалов в области баз данных и SQL. Дополнительным стимулом привлечения на сайт специалистов является рейтинговая система, ранжирующая участников по числу решенных задач и по времени, затраченному на их решение. В настоящее время ведется разработка методов для оценки эффективности различных вариантов решения одной задачи.

Если посетитель испытывает непреодолимые трудности с решением задачи, он может обратиться за помощью к разработчикам системы. Хорошей тенденцией стало участие специалистов – постоянных посетителей сайта – в оказании такой помощи.

Копия обучающей системы успешно используется на каф. Информатики ДГТУ для проведения практических занятий по курсу «Базы и банки данных». Некоторые преподаватели в России и за рубежом также пользуются системой через сеть Интернет (http://www.sql-ex.ru) для проведения практических занятий в классах и даже поощряют своих студентов, учитывая показанные ими результаты при оценке знаний. Многие посетители ресурса, имевшие лишь отдаленные представления о SQL и быстро достигшие заметных результатов, служат подтверждением эффективности данного подхода к обучению.

164

СИСТЕМА ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ В ФУНКЦИОНИРОВАНИИ СОВМЕСТНЫХ ИНСТИТУТОВ ПРИРОДООХРАННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В РЕГИОНЕ

Муратов А.В. Ростовский государственный университет, ЮГИНФО muratov@rnd.runnet.ru

Изучение проблем устойчивого эколого-экономического развития регионов является важной темой, которой посвящены учебные курсы для экономистов, математиков, социологов и целого ряда других специалистов.

Экономические механизмы экологически устойчивых территорий обеспечивают потенциальную возможность разрешения противоречий между экономической и экологической составляющими развития региона. В соответствии с потребностью сбалансированного развития региона наиболее рациональным подходом к структурированию региональной экономики является подход, позволяющий совмещать требования экологии с экономическим развитием:

- максимальное приближение производства к источникам сырья, топлива, энергии, а также к потребителям продукции;

- первоочередное вовлечение в оборот и комплексное использование наиболее выгодных природных ресурсов;

- последовательное осуществление специализации региона; - обеспечение комплексности развития региона; - сдерживание роста крупных городов и т.д. В формирование хозяйственного механизма устойчивого экологического

развития на мезоуровне в процессе становления современных экономических отношений в России гармонично вписывается создание совместных институтов природоохранной деятельности в качестве структурного элемента эколого-экономической системы.

Деятельность любых структур, ориентированных на задачи охраны окружающей природной среды, на территории региона, ориентирована на формулирование и последовательную реализацию комплекса природоохранных мероприятий. Вопросы инвестирования мероприятий должны решаться посредством определения и отбора приоритетных мер, инициируемых совместными институтами природоохранной деятельности. На формирование приоритетных мероприятий по охране окружающей среды существенной влияние оказывают две группы факторов:

- макроэкономические или внешние; - внутренние. К первой группе факторов могут быть отнесены социально-

экономические характеристики развития региона, закладываемые в соответствующие целевые программы его развития.

Региональные целевые инвестиционные программы являются существенным элементом управления инвестиционным потенциалом и

165

одновременно – одним из инструментов его сочетания с отраслевым управлением. Вследствие этого программы становятся главным инструментом программно-целевого управления инвестиционной деятельностью на региональном уровне.

Ко второй группе могут быть отнесены факторы, формирующие и определяющие необходимость проведения тех или иных мероприятий, исходя из результатов экологического мониторинга и моделирования. Данные мониторинга, во-первых, не всегда доступны из-за существенных финансовых затрат на его проведение и, во-вторых, не дают достаточных возможностей для прогноза и сравнения альтернативных вариантов стратегий природоохраны. С осуществлением проекта или программы приходит в движение цепь взаимосвязанных явлений, которые изменяют состояние окружающей среды и ее качество. Главная проблема при принятии природоохранного решения заключается в определении изменчивости различных компонентов природной среды, которые возникают в результате взаимодействия человека и природы. Объективное изучение антропогенных воздействий требует оценки будущего состояния окружающей среды, как при отсутствии, так и при наличии воздействия. Подобный анализ представляет собой сложную междисциплинарную задачу и, очевидной становится необходимость в модельном аппарате, способном снять неопределенность, связанную с прогнозом, и позволяющем подвергнуть ее критическому анализу. Лицо, принимающее решение об инвестировании, должно быть осведомлено относительно степени неопределенности прогноза и иметь некоторое представление о работе предлагаемой системы моделей.

Как структурный элемент механизма природоохраны совместные институты являются участником процесса принятия решений по контролю за промышленным загрязнением окружающей среды региона.

Таким образом, возникает потребность в создании некоторой проблемно-ориентированной системы поддержки принятия решений по контролю за промышленным загрязнением.

Управление любой сложной социально-экономической системой, тем более связанной с природоохранной деятельностью, весьма затруднительно без обратной связи, которая заключается в отслеживании и анализе данных, отражающих состояние этой системы и ситуацию вокруг нее. Постоянная доступность актуальной информации дает возможность оценить текущее положение дел, а обзор изменения конкретных характеристик во времени позволяет обнаружить тенденции развития системы и сделать выводы о том, что ожидает ее в будущем. Таким образом, обладая всей полнотой сведений о состоянии системы и ее элементов в статике и динамике, управляющий персонал может принимать грамотные решения по применению мер регулирования. Такое управление основано на знании и потому более эффективно, чем принятие важных решений вслепую.

Большой объем информации, с одной стороны, позволяет получить более точные расчеты и анализ, с другой — превращает поиск решений в сложную задачу. Системы поддержки принятия решений (СППР) — целый

166

класс программных систем, призванных облегчить работу людей, выполняющих анализ (аналитиков) и принимающих решения. Для выполнения анализа можно выделить три основные задачи, решаемые в СППР: ввод данных; хранение данных; анализ данных. Таким образом, СППР — это системы, обладающие средствами ввода, хранения и анализа данных, относящихся к определенной предметной области, с целью поиска решений.

Рассмотрим отдельные подсистемы СППР более подробно. Подсистема ввода данных. В таких подсистемах, называемых OLTP

(Online transaction processing), реализуется операционная (транзакционная) обработка данных. Для их реализации используют обычные системы управления базами данных (СУБД).

Подсистема хранения. Для реализации данной подсистемы используют современные СУБД и концепцию хранилищ данных.

Подсистема анализа. Данная подсистема может быть построена на основе:

подсистемы информационно-поискового анализа на базе реляционных СУБД и статических запросов с использованием языка SQL (Structured Query Language);

подсистемы оперативного анализа. Для реализации таких подсистем применяется технология оперативной аналитической обработки данных OLAP (On-line analytical processing), использующая концепцию многомерного представления данных;

подсистемы интеллектуального анализа. Данная подсистема реализует методы и алгоритмы Data Mining ("добыча данных").

Хранилища данных создаются специально для приложений поддержки принятия решений и предоставляют накопленные за определенное время, сводные и консолидированные данные, которые более приемлемы для анализа, чем детальные индивидуальные записи.

Построение полноценного корпоративного хранилища данных обычно выполняется в трехуровневой архитектуре. На первом уровне расположены разнообразные источники данных — внутренние регистрирующие системы, справочные системы, внешние источники (данные информационных агентств, макроэкономические показатели). Второй уровень содержит центральное хранилище, куда стекается информация от всех источников с первого уровня, и, возможно, оперативный склад данных, который не содержит исторических данных и выполняет две основные функции. Во-первых, он является источником аналитической информации для оперативного управления и, во-вторых, здесь подготавливаются данные для последующей загрузки в центральное хранилище. Под подготовкой данных понимают их преобразование и проведение определенных проверок. Наличие оперативного склада данных просто необходимо при различном регламенте поступления информации из источников. Третий уровень представляет собой набор предметно-ориентированных витрин данных, источником информации

167

для которых является центральное хранилище данных. Именно с витринами данных и работает большинство конечных пользователей.

Таким образом, поддержка принятия управленческих решений на основе накопленной информации может осуществляться в трех основных областях.

Область детализированных данных. Это сфера действия большинства транзакционных систем (OLTP), нацеленных на поиск информации. В большинстве случаев реляционные СУБД отлично справляются с возникающими здесь задачами.

Область агрегированных показателей. Комплексный взгляд на собранную в Хранилище Данных информацию, ее обобщение и агрегация, гиперкубическое представление и многомерный анализ являются задачами систем оперативной аналитической обработки данных (OLAP). Здесь можно или ориентироваться на специальные многомерные СУБД, или (что, как правило, предпочтительнее) оставаться в рамках реляционных технологий.

Область закономерностей. Интеллектуальная обработка производится методами интеллектуального анализа данных (ИАД, Data Mining), главными задачами которых являются поиск функциональных и логических закономерностей в накопленной информации, построение моделей и правил, которые объясняют найденные аномалии и/или (с определенной вероятностью) прогнозируют развитие рассматриваемых процессов.

В этом контексте наиболее актуальной проблемой является обеспечение интегрированного взгляда на сложный объект управления в целом, комплексного анализа собранных о нем сведений и извлечения из него необходимой информации.

Изучение закономерностей функционирования экосистем, необходимость анализа и прогноза динамики важнейших характеристик при различных вариантах их развития может обеспечиваться только путем формализации знаний об объектах природохозяйственных систем, то есть с помощью принципа моделирования.

С точки зрения процесса моделирования, концепция формирования ограничений на хозяйственную деятельность человека (для достижения целей устойчивого развития) может быть представлена в виде некоторого набора соотношений, реализующих эти ограничения, выраженных математически. Это связано с рядом проблем, к числу которых относятся, в частности, следующие:

- выбор переменных, на которые требуется наложить ограничения для достижения целей устойчивого развития;

- измерение количественных значений выбранных переменных; - разработка методологии определения предельных величин изменения

переменных. При этом основная проблема состоит в формировании определенного

набора переменных или индикаторов, являющегося достаточно полным и измеримым, но в то же время не чрезмерно детализированным.

Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:

168

- объединить экологические, социальные и экономические аспекты существования общества в достаточно полную систему показателей, избегая при этом чрезмерной детализации и избыточности;

- объединить прямые и опосредованные воздействия различных аспектов жизни общества в единую максимально простую систему.

В итоге наблюдается парадокс: с одной стороны, устойчивое экологическое развитие связано с дезагрегированием, деталями распределения и т.д., с другой, - лицо, принимающее решения, имеет дело со все большей и большей сложностью систем и стремится к их упрощению.

Указанную двойственность возможно разрешить с помощью системы эколого-экономических математических моделей, оптимизирующих выбор экологоохранных решений.

Анализ литературы и мирового опыта показывает, что при выработке описанных стратегий экологического контроля обычно применяются два подхода:

1) оптимальной технологии. Этот подход основан на нормах выбросов предприятиями. Он заключается в применении лучшей из доступных и экономически приемлемой технологии контроля. Такой подход, хотя и вполне применимый в некоторых случаях, зачастую ведет к избытку контроля.

2) управление качеством окружающей среды. Такой подход в основном основывается на стандартах качества окружающей среды. При этом используется мониторинг и моделирование для определения объемов снижения выбросов загрязняющих веществ, необходимых для достижения стандартов или нормативов. Данный подход скорее ориентирован на здравоохранение, чем на экономическую эффективность, однако позволяет сочетать и то и другое.

Процесс принятия решений в функционировании совместных институтов должен основываться на системе управления качеством окружающей среды с прогнозированием, подразумевающей определение ожидаемых объемов снижения выбросов загрязняющих веществ, необходимых для достижения нормативов природоохранной деятельности. Система управления качеством окружающей среды с прогнозированием предполагает осуществление следующих этапов:

1) мониторинг. 2) моделирование выбросов и калибровка моделей. 3) сопоставление результатов с природоохранными нормативами. 4) определение возможных стратегий контроля. 5) расчет объемов снижения выбросов по каждой из стратегий. 6) выбор оптимальной (применимой) стратегии. 7) проверка достижения природоохранных нормативов.

Контроль промышленного загрязнения и выработка стратегий по его снижению – это не статичная процедура, а динамический процесс. После

169

оценки объемов выбросов загрязняющих веществ в выбранном регионе необходимо постоянное обновление данных мониторинга и приведение их в соответствие с реальной ситуацией. Аналогично, стратегии контроля требуют регулярного пересмотра, оценки их эффективности и затратоемкости с целью их возможного ужесточения или ослабления. Эффективно осуществлять управление природоохранной деятельностью позволяет система поддержки принятия решений.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ РЕСУРСЫ УНИВЕРСИТЕТА США: СТРУКТУРА , ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ , УПРАВЛЕНИЕ И СТРАТЕГИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ РАЗВИТИЯ (НА ПРИМЕРЕ УНИВЕРСИТЕТА ШТАТА ВАЙОМИНГ)

Надолин К.А. Ростовский государственный университет, механико-математический факультет nadolin@math.rsu.ru

В докладе представлена часть материалов исследования, проведенного автором в университете штата Вайоминг (г. Лэрами) в период с сентября по ноябрь 2004 года в рамках программы поддержке администраторов российских университетов, проводимой АЙРЕКС с 2002 года (http://www.irex.org). В полном объеме материалы исследования были представлены на заключительной сессии Программы, которая проходила 22-23 ноября 2004 года в Вашингтоне [1].

Университет штата Вайоминг (далее UW) - единственный университет в штате. Он имеет только один кампус и является сравнительно небольшим по американским меркам университетом: в нем обучается 11 тысяч студентов, а общее число «университетского населения» составляет всего 16 тысяч человек (что, впрочем, составляет более половины населения г. Лэрами). Учитывая, что Вайоминг «оспаривает» у Аляски звание наименее населенной территории США1, UW является провинциальным университетом. Тем более поучительным оказалось знакомство с уровнем компьютеризации и информатизации университетской жизни.

Целью визита в UW было изучение различных аспектов применения информационных технологий в учебном процессе и в управлении университетом, в том числе, структуры вычислительных ресурсов и сетей университета, управления вычислительными ресурсами и сетями, использование этих ресурсов в учебном процессе и в управлении университетом и т.п.

За два месяца пребывания в университете удалось сформировать достаточно полное представление по вышеперечисленным вопросам. В основе сделанных выводов лежат собственные наблюдения и впечатления,

1 По данным переписи населения 2000 года в Вайоминге - 9 по размеру штате площадью 98 тысяч квадратных миль - проживает всего 494 тысячи жителей.

170

как пользователя университетской компьютерной сети. Также большой объем информации был получен из различных внешних источников: интервью с руководителями подразделений университета, официальных отчетов, университетских Интернет-ресурсов, беседах со студентами, преподавателями и сотрудниками и т.п. Суммируя собранную информацию, можно сделать общий вывод о том, что функционирование современного американского университета невозможно без использования компьютерных технологий в контексте единого информационного пространства и может служить образцом для российских вузов.

Структура вычислительных ресурсов UW. Общее количество компьютеров в сети университета насчитывает около трех с половиной тысяч. Из них рабочих мест, оснащенных персональными компьютерами с ОС MS Windows, превышает три тысячи, имеется некоторое количество рабочих мест, оборудованных компьютерами Macintosh и некоторое количество более производительной техники, преимущественно Sun Microsystems. В основном, обслуживание вычислительной техники осуществляется на общеуниверситетском уровне специалистами отдела информационных технологий (Division of Information Technology – IT Division). Это достаточно большое подразделение (рис.1), во главе которого стоит проректор университета по информационным технологиям (Vice-President on Information Technologies). Следует отметить, что IT Division является инженерно-технической службой и не ведет ни научно-исследовательской, ни учебной работы.

Рис.1. Помимо отдела информационных технологий значительными

вычислительными ресурсами обладают факультеты инженерного колледжа, такие, например, как Electrical and Computer Engineering Department, Computer Science Department, Atmospheric Science Department и некоторые другие.

Третьим подразделением, обслуживающим компьютерное презентационное оборудование и другие технические средства обучения является Учебно-методический Центр им. Джона Эллбогена (Ellbogen Center for Teaching and Learning - ECTL). Центр территориально и содержательно тяготеет к центральной библиотеки университета им. Вильяма Кое (Coe

Отдел информационных технологий

Служба данных и информационной безопасности

(Information Services)

Служба поддержки пользователей (Client Support

Services)

Телекоммуникационная и системная служба

(Telecommunications & System Services)

171

Library), на третьем этаже которой он размещается. В распоряжении Центра имеется значительное количество презентационных комплектов (multimedia presentation kits), около 20 ноутбуков, цифровая видео и аудиотехника и т.п. Вся эта техника предоставляется преподавателям для проведения занятий и подготовки учебно-методических материалов. Специалисты ECTL консультируют преподавателей по использованию оборудования и программного обеспечения для подготовки электронных учебно-методических разработок и оказывают им в этой работе содействие. В состав Центра входит прекрасно оборудованная медиа-лаборатория, где выполняется оцифровка аналоговых материалов, монтаж видеороликов и другие более сложные работы.

Интернет-ресурсы и их сопровождение. Можно сказать, что американский университет функционирует в режиме «on-line». Основные средства общения - это электронная почта и телефон, причем именно в такой последовательности. Каждый человек, будь он студентом или президентом университета, регулярно проверяет свою почту и оперативно реагирует на письма. По электронной почте студенты получают учебные задания и отправляют свои работы, сотрудники университета обращаются за помощью к обслуживающему персоналу, руководство отдает распоряжения, администрация рассылает информацию и т.п. В тех случаях, когда требуется непосредственная реакция, снимается телефонная трубка. В университетском справочнике адрес электронной почты такой же обязательный атрибут, как имя и фамилия.

Основным источником информации в американской жизни является Интернет. Для американских университетов вообще, и для UW в частности, характерно превосходное состояние официальных веб-сайтов, информация на которых актуальная, удобно размещена и может быть легко найдена. Структура Интернет-ресурсов UW представлена на рис.2. Официальный сайт университета относится к компетенции аппарата проректора по связям с общественностью (Vice-President on Public Relations) и выполняет рекламную функцию. Основная задача – предоставить потенциальным потребителям удобно структурированную информацию об университете, его достижениях и существующих образовательных программах, показать привлекательность обучения в университете, уровень бытового комфорта, спортивную и общественную жизнь студентов и т.п.

Рис.2.

Интернет-ресурсы университета штата Вайоминг

Сайты подразделений

Информационно-справочная веб-система

(matilda.uwyo.edu/holeinthewa

Официальный сайт

(uwyo.edu)

172

Важной задачей является также рекламирование спонсоров и доноров университета и информация о выпускниках, имеющая целью привлечение их пожертвований (alumni donations). Было большим сюрпризом узнать, что такое идеальное состояние сайта обеспечивают всего два человека, причем один из них – подрабатывающий студент-старшекурсник из инженерного колледжа. Причина успеха открылась, когда я узнал, что ведущий сотрудник по специальности не программист, а журналист.

Информационно-справочная веб-система «дыра в стене» («hole in the wall», http://matilda.uwyo.edu/holeinthewall/) ориентирована на использование внутри университетского сообщества. Она содержит информацию по всем вопросам обучения, начиная с расписания занятий и сроков проведения тестов и заканчивая базой данных по кредитным единицам каждого студента. Доступ к отдельным разделам этой системы требует аутентификации. Сопровождают эту систему сотрудники отдела информационных технологий.

Третья компонента веб-ресурсов – сайты департаментов и других подразделений университета – поддерживается силами этих подразделений. Эта часть Интернет-ресурсов не так регламентирована. У одних подразделений, таких, например, как IT Division или ECTL, состояние сайтов идеальное, у других - просто хорошее. Следует отметить, что в основном везде, вплоть до персональных страниц, выдержан единый стиль представления информации, что позволяет визитеру легко ориентироваться и быстро находить интересующие его сведения.

IREX University Administration Support Program, Fall 2004, Closing

Workshop and Case Studies, Nov.22-23, 2004, Washington, DC (http://www.irex.org/programs/uasp/bios/2004-fall.asp)

ЗАКРЫТЫЕ ОБУЧАЮЩИЕ ОБОЛОЧКИ КАК ФАКТОР ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Нарежная Е.В. Ростовский государственный университет, химический факультет evn@chimfak.rsu.ru

Интеграция России в мировое образовательное пространство постепенно приводит к изменению содержания педагогической деятельности. Главная особенность современного педагогического процесса состоит в том, что в отличие от традиционного российского образования, где центральной фигурой является преподаватель, центр тяжести постепенно переносится на студента, который активно строит свой учебный процесс, выбирая определенную траекторию в развитой образовательной среде. Если в традиционном образовании преподаватель большую часть времени уделял чтению лекций, то сейчас, в связи с применением современных компьютерных и телекоммуникационных технологий и ростом роли самостоятельной работы студентов, важной функцией преподавателя

173

становится умение сориентировать студента в море учебной информации, облегчить решение возникающих проблем, помочь освоить большой и разнообразный объем учебного материала. Особое место начинает занимать педагогическая деятельность по разработке электронных курсов, поскольку быстро развивается ее технологическая основа. Она требует от преподавателя развития специальных навыков, приемов педагогической работы.

Наиболее распространенный «способ» создания системы электронных курсов долгое время состоял в том, чтобы перевести учебные материалы в HTML-форму и разместить их на сайтах учебных заведений. Очевидно, что одного только доступа к учебному материалу через Интернет недостаточно для того, чтобы говорить о полноценной обучающей системе. Современный электронный учебный курс, в отличие от презентации или сайта, должен не просто обеспечить доступ к информации, но и предусмотреть активное взаимодействие слушателя с преподавателем, постоянный контроль получаемых знаний и накопление информации о процессе обучения. Активное усвоение материала означает возможность своевременно задать дополнительные и уточняющие вопросы преподавателю. Контроль знаний может быть реализован в виде прохождения тестов или выполнения более сложных заданий. В обоих случаях результаты выполнения теста или задания должны быть оперативно проверены — либо автоматически, либо непосредственно преподавателем. Статистика по результатам процесса обучения также является важной составляющей, поскольку позволяет контролировать активность студентов и сам учебный процесс.

Организация современного, основанного на НИТ обучения, легче всего реализуется с помощью закрытых учебных оболочек, иначе называемых обучающими платформами (ОП). В настоящее время в числе наиболее популярных можно назвать ПРОМЕТЕЙ (www.prometeus.ru), еLearning (www.e-learning.com), WebCT (www.webct.com) и т.д.

Закрытая учебная платформа это структурированная многомерная учебная среда, которая объединяет в себе возможности традиционного обучения с современными информационными технологиями. С помощью ОП преподаватель, как правило, имеет возможность

• Размещать учебные и методические материалы в электронном виде (программу, лекции, руководства, глоссарий, базы данных и т.д.)

• Добавлять и настраивать различные инструменты курса o средства планирования учебного процесса (календарь) o средства общения (форум, чат, электронная почта) o инструменты контроля качества знаний (задания для сдачи и

оценки письменных работ, тесты) o советы для студента o личная статистика студента o групповые проекты и т.д.

• Организовывать учебный процесс, используя средства (инструменты) ОП

174

• Просматривать сведения о студенте (количество посещений, сданные работы, количество прочитанных статей и т.д.)

Для входа в систему ОП каждому пользователю присваивается уникальная комбинация имени пользователя и пароля. Доступ к платформе предоставляется через Интернет или через внутреннюю локальную сеть учебного заведения. Интерфейс системы и предоставляемые возможности обычно зависят от типа пользователя (администратор, дизайнер, обучающийся) и выбранной ОП. Можно указать дидактические свойства (особенности, признаки) оболочки, которые проявляются в дидактических функциях. Применительно к WebCT можно выделить следующие дидактические свойства, обеспечивающие все виды учебной деятельности – ориентировочную, исполнительскую и контрольную. Это:

• гипермедийность представления учебной информации; • оперативный контроль благодаря развитой системе тестирования; • оперативность актуализации учебных материалов курса; • средства для педагогической коммуникации (чат, форум)

Основными рабочими зонами в оболочке WebCT являются разделы “Материалы курса”, “Средства связи”, “Календарь”, “Тесты”, которые располагаются на главной странице курса. ОП WebCT скрупулезно ведет на каждого студента досье, где регистрируется количество посещений, время работы с тем или другим видом учебного материала, участие во всех учебных мероприятиях.

В разделе “Материалы курса” преподаватель может разместить любую учебную информацию в виде текста, графиков и рисунков, соединенных гипертекстовыми ссылками. Необходимый для чтения в данный момент учебный текст вызывается в зависимости от выбора студента.

В зоне “Средства связи”, преподаватель может: 1)организовать обсуждение каждой темы семинарских занятий на форуме, 2)провести коллективную или индивидуальную консультацию.

В «Календаре» можно разместить информацию, необходимую для рациональной планомерной организации всего учебного процесса. Это может быть расписание основных учебных мероприятий, место и дата сдачи тестов, другая оперативная информация по организации обучения.

В разделе «Тесты», размещена разветвленная система тестирования, в которой предоставляется инструкция по созданию тестов и возможность быстрого набора тестовых заданий.

Учитывая, что в современных условиях одной из наиболее актуальных проблем образования остается проверка качества получаемых знаний и оперативный контроль хода обучения, а на сегодняшний день одним из наиболее эффективных средств ее решения является проведение тестирования, – функции раздела «Тесты» являются наиболее интересными.

175

Они помогают преподавателю осуществлять текущий контроль усвоения знаний в учебном процессе, определяя соответствующий уровень:

1) обучаемый «имеет представление», т.е. ориентируется, видит взаимосвязь, узнает и т.д.

2) обучаемый знает понятийный аппарат курса; фактологический материал курса; базовые части курса и их взаимосвязь, свойства, признаки; законы и правила курса; способы и алгоритмы решения задач; модели, схемы, структуры курса; оценки, пределы, ограничения курсов и т.д.

3) обучаемый умеет применять полученные знания; умеет строить модели; умеет решать задачи и т.д.

При этом эффективность и адекватность контроля знаний определяется использованием рационально составленных тестов, учитывающих не только специфику содержания самой учебной дисциплин, но и психолого-педагогические закономерности классификации и оценки усвоения учебного материала. По типу проверяемых качеств различают тесты для оценки качеств личности, умственных способностей, специальных способностей и, так называемые, тесты достижений. Именно последние имеются ввиду, когда говорится о методах контроля знаний обучаемых.

Любые тестовые задания, нацеленные на выявление усвоения основных положений учебной дисциплины и развитие мышления обучаемого, в самой формулировке вопросов должны учитывать требуемый уровень усвоения материала. Иными словами, тестовое задание должно соответствовать накопленным к моменту тестирования знаниям, а основные его термины должны быть явно и ясно определены. Говоря об основных требованиях к составляемым тестам, следует особое внимание уделить валидности (содержательной и функциональной адекватности) и определенности (общепонятности задания и эталонности ответа). Сложность теста определяется требуемым уровнем усвоения учебного материала. В настоящее время по видам мыслительной деятельности тесты можно разделить на:

1) Тесты первого уровня Опознание (да/нет) Одиночный выбор (выбор одного правильного ответа из

нескольких представленных) Множественный выбор (наличие двух и более правильных

ответов на вопрос из представленной группы ответов) Установление соответствия (установление соответствия между

правой и левой частями вопроса) Установление правильной последовательности

2) Тесты второго уровня Короткий ответ (подстановка в предложение пропущенных

элементов) Конструктивный ответ (слово или последовательность слов в

качестве ответа на задаваемый вопрос)

176

Вычисление значение (на поставленную задачу дается ответ в численной или символьной форме)

3) Тесты третьего уровня (проверяется лично преподавателем) Литературный перевод Развернутый ответ Сложная задача и т.д.

Одним из основных преимуществ использования системы тестирования в ОП WebCT является возможность создания тестов различных уровней при полной автоматизации обработки результатов, что позволяет оперативно определить разделы, которые представляют наибольшую сложность в изучении и, возможно, корректировать процесс обучения в зависимости от результатов тестирования.

Естественно, тестирование не может полностью подменить все формы контроля знаний. Так, для проверки практических навыков решения задач возможность применения средств тестирования ограничена. В этих случаях большинство ОП дают возможность дополнять тестовый контроль теоретических знаний решением практических заданий традиционным образом.

Таким образом, использование закрытых учебных оболочек (ОП) в высших учебных заведениях может стать одним из наиболее важных факторов, обеспечивающих повышение качества обучения.

ЛИТЕРАТУРА 1. Андреев А.А., Троян Г.М. Основы Интернет-обучения / Московский

международный институт эконометрики, информатики, финансов и права. ― М.: 2003. ― 68 с.

2. Соловов А.В. Проектирование компьютерных систем учебного назначения. Учебное пособие. Самара, СГАУ, 1995.

3. Васильев В.И., Малышев Н.Г., Тягунова Т.Н. Программно-педагогические тесты (система методологических правил). –М.: ВТУ, 1999.

4. Бабешко В.Н. Требования к техническим средствам, обеспечивающим дистанционное обучение. Центр дистанционного обучения МИЭМ. Москва, 2004.

ПРОБЛЕМА ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ В ВЫСШЕЙ ШКОЛЕ

Нарежная Ю.А. Ростовский государственный университет jnarezhnaya@rsu.ru

Одной из важнейших составляющих деятельности высшей школы наряду с преподаванием является творческая инновационная и исследовательская работа сотрудников вузов – преподавателей, аспирантов,

177

студентов. Скачок в развитии информационных технологий, осуществившийся в последние годы, не только во много раз ускорил и облегчил передачу информации, интеграцию ее в общее пространство научно-исследовательских и обучающих материалов, но и послужил основой для развития новых, ранее не существовавших форм обучающих и методических ресурсов.

Реализация мощного потенциала учреждений сферы высшего образования давно стала привычной практикой для развитых стран. Например, университеты, действующие, в том числе в составе технопарков и технополисов США и Японии, служат примером эффективного синтеза научно-исследовательской и производственно-коммерческой деятельности.

Использование создаваемых объектов интеллектуальной собственности является одной из наиболее значимых задач и для российских вузов. Ранее деятельность патентных отделов вузов ограничивалась методической помощью авторам при подготовке заявок и ведением переписки с Комитетом по делам изобретений и открытий по получению авторских свидетельств на изобретения и свидетельств на промышленные образцы, коммерческое использование прав интеллектуальной собственности вузом не представлялось возможным.

Решение этой задачи, тем не менее, обнаружило ряд новых проблем, имеющих уже не юридическую, а экономическую природу. Поиск путей коммерческого использования любого товара предполагает обязательное прохождение таких этапов, как оценка его стоимости, изучение спроса и перспектив вхождения в рынок. Оценка стоимости объекта интеллектуальной собственности в нашей стране традиционно проводилась по себестоимости, что занижает истинную цену на порядки. Отсутствие четкого указания на конкретного собственника результатов интеллектуальной собственности (разграничение прав высшего учебного заведения и его сотрудников требует большей ясности) становится еще одним препятствием на пути ее коммерческого использования. Невысокий спрос на объекты интеллектуальной собственности и незаинтересованность многих предприятий в их легальном приобретении, что связано с низким уровнем культуры обращения с правами интеллектуальной собственности в нашей стране, отсутствие механизма взаимодействия вузов с производственным сектором приводят к тому, что значительный потенциал, которым располагают российские вузы, остается не реализован.

На этом фоне особое значение приобретает такой вид результатов интеллектуальной деятельности, как обучающие продукты, создаваемые сотрудниками вузов в рамках образовательного процесса и являющиеся объектами авторского права.

Развитие и усложнение структуры информационных сетей, в то же время, несет не только положительные последствия. Зачастую бесконтрольная и стихийная передача самой разнообразной информации по каналам сети Интернет, использование электронных копий документа, воспроизведение которых в сколь угодно больших объемах не представляет

178

ни малейших затруднений, и размещение произведений таким образом, что доступ к ним осуществляется в интерактивном режиме из любого места и в любое время по выбору пользователя, ставит под угрозу неотъемлемую часть любой творческой и/или интеллектуальной деятельности, а именно – авторское право на ее результат.

В отличие от прав интеллектуальной собственности на объекты промышленной собственности, авторские права на произведение возникают в момент создания и подлежат охране без дополнительной регистрации.

Законодательство РФ в соответствии с дуалистической концепцией выделяет два вида авторских прав на результат интеллектуальной или творческой деятельности: личные неимущественные права автора и имущественные права.

Личные неимущественные права отличаются от имущественных тем, что не имеют экономического содержания.

К личным неимущественным правам относят четыре вида прав. Во-первых, это право авторства или право признаваться автором произведения, нарушением которого является опубликование произведения под другим именем без разрешения автора, плагиат. Во-вторых, это право на имя, заключающееся в праве автора разрешать использовать произведение под полным именем автора, под псевдонимом или анонимно, причем автор может отказаться от псевдонима в любое время.

Третьим разделом личных неимущественных прав является право на обнародование произведения, т.е. обеспечение доступа к произведению третьих лиц. Решение о том, готово ли произведение к представлению публике или нуждается в доработке остается за автором. Особой частью этого права является право на отзыв, т.е. отказ автора от ранее принятого решения обнародовать произведение даже в том случае, если оно уже состоялось. При этом автор обязан возместить материальный ущерб пострадавшим в результате отзыва лицам.

Наконец, к личным неимущественным правам относится право на защиту репутации автора, которое реализуется через защиту произведения от любых искажений (включая название) и иных действий, способных нанести ущерб чести и достоинству автора.

Имущественные права на произведение включают следующие исключительные права. Во-первых, право на воспроизведение объекта интеллектуальной и/или творческой деятельности. Во-вторых, право на распространение произведения, т.е. право продавать его экземпляры, сдавать их в прокат и так далее. В-третьих, право импортировать экземпляры произведения в целях распространения, включая экземпляры, изготовленные с разрешения обладателя исключительных авторских прав. В-четвертых, право на публичный показ произведение. В-пятых, право на публичное исполнение. В-шестых, право на передачу произведения в эфир. В-седьмых, право на сообщение произведения для всеобщего сведения по кабелю (именно к этому пункту сейчас относят распространение произведения с помощью сети Интернет). В-восьмых, право на перевод произведения. В-

179

девятых, право на переработку произведения (аранжировку, переделку, адаптацию и т.д.). С 1 сентября 2006 года вступает в силу Федеральный закон от 20.07.2004 №72-ФЗ, включающий в число исключительных прав автора право сообщать произведение таким образом, при котором любое лицо может иметь доступ к нему в интерактивном режиме из любого места и в любое время по своему выбору (право на доведение до всеобщего сведения).

В тех случаях, когда обучающие продукты, представленные в виде методических, учебно-методических и учебных материалов, создаются в порядке выполнения служебных обязанностей или служебного задания работодателя, они подпадают под действие статьи 14 раздела 2 Закона РФ "Об авторском праве и смежных правах". В соответствии с пунктом 2 этой статьи «исключительные права на использование служебного произведения принадлежат лицу, с которым автор состоит в трудовых отношениях (работодателю), если в договоре между ним и автором не предусмотрено иное», но при этом пункт первый оставляет личные неимущественные права на произведение за его автором, а пункт второй передает имущественные права работодателю.

Таким образом, в том случае, если результат интеллектуальной и/или творческой деятельности работника признается служебным произведением, работодатель получает всю совокупность имущественных прав на данное произведение.

Служебным произведение признается при соблюдении следующих условий:

1) создание произведения относилось к служебным обязанностям работника, содержащимся в условиях трудового договора;

2) произведение было создано в рамках выполнения служебного задания работодателя.

Отнесение произведения к служебным в каждом конкретном случае требует обращения к существующим нормам трудового законодательства. Например, в спорных случаях обязательно учитывается, при каких обстоятельствах было создано произведение, какую должность занимает работник – автор произведения, режим его работы и круг обязанностей.

Для высших учебных заведений и научно-исследовательских учреждений служебными произведениями признаются результаты интеллектуальной и/или творческой деятельности сотрудников в том случае, если создание произведения предусматривалось установленным для автора индивидуальным планом, либо опубликованная работа с согласия работника была принята в счет выполнения им плана.

Отсутствие знаний о содержании и принадлежности авторских прав на интеллектуальную собственность как сотрудников высших образовательных заведений и научно-исследовательских учреждений, так и самих этих институтов, существенно затрудняет использование появляющихся возможностей информационных сетей и новейших технологий. Использование программных обучающих продуктов и размещение

180

информации в сети Интернет зачастую приравнивается к переходу интеллектуального продукта в режим общественного достояния, что не только заставляет авторов с недоверием относиться к удобной и полезной форме представления учебных и учебно-методических материалов, но зачастую вынуждает пользователей по незнанию совершать преступление против авторских прав. Необходимо принятие комплексных мер по повышению культуры обращения с интеллектуальной собственностью, формированию уважительного и корректного в плане законодательных норм отношения к чужому труду и правам.

В современных условиях использование всех имеющихся ресурсов и потенциальных возможностей представляется для Российской Федерации задачей не только экономически обоснованной, но и политически верной. Грамотное использование интеллектуальной собственности может стать весомым аргументом в пользу улучшения ее экономического положения и упрочнения позиций в системе мирового хозяйства.

XAOC.RU: НАУЧНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ПОРТАЛ

Никифоров А.И. Ростовский государственный университет, физический факультет anikifor@email.byu.edu

Проект xaoc.ru – это удобное, строго упорядоченное интернет-пространство, объединяющее сайты, посвященные современным проблемам изучения нелинейных процессов. Основная тематика проекта – нелинейные науки, среди которых, в частности, теория динамического хаоса и теория фракталов. Как портал xaoc.ru существует с августа 2003 года. Насколько нам известно, порталов аналогичной тематики в сети Интернет в настоящее время не существует. Несмотря на относительно узкую специализацию, проект активно посещается пользователями (не менее 120 уникальных посетителей в день) и за несколько лет своего существования добился признания как у специалистов в области нелинейных наук, так и у новичков (по состоянию на март 2005 года, индекс цитирования в Яндексе: 1200).

Портальная структура проекта позволяет каждому зарегистрированному пользователю участвовать в наполнении портала информацией с помощью всего нескольких "щелчков" мышью, что делает портал быстрорастущим и динамически развивающимся, а контроль администраторов и модераторов гарантирует фильтрацию некачественного материала. Новички могут заглянуть в раздел «Начинающим» и узнать основы теории хаоса, познакомиться с работами Бенуа Мандельброта, который ввел понятие фрактала, почитать о генетических алгоритмах. Как известно, нелинейные науки дали миру особый язык и новые понятия, среди которых – солитон, фрактал, бифуркация, аттрактор, синергетика, буш мод. Для тех, кто пока плохо ориентируется в этих терминах, на сайте созданы глоссарий и удобная

181

страница с ответами на часто задаваемые вопросы. На сайте собрана информация о самой теории хаоса и нелинейных системах в физике, химии, математике, биологии, истории, экономике и социологии.

Портальная система обладает гибким интерфейсом, полностью реализованным с применением шаблонной технологии программирования, что позволяет пользователю настраивать внешний вид сайта согласно своим предпочтениям.

На сайте работает тематический форум, для зарегистрированных пользователей есть возможность оставлять комментарии к новостным и информационным материалам, а также размещать свои проекты (домашние странички) сходной тематики по адресам http://[адрес].xaoc.ru (где [адрес] - выбранное пользователем доменное имя 3-го уровня). Так, например, по адресу http://sins.xaoc.ru размещен исследовательско-внедренческий проект 363й Московской школы «Синергетика в школе»; по адресу http://flash.xaoc.ru находится интерактивный учебник по геометрическим фракталам, выполненный преподавателем ДГТУ Владимиром Красниковым, а по адресу http://rostov.xaoc.ru – страничка ростовской группы исследований в области нелинейной динамики. Редактирование домашних страничек пользователей осуществляется с помощью встроенного онлайн-редактора, имеющего интуитивно понятный интерфейс, с помощью которого можно настраивать дизайн своей домашней страницы, не обладая специальными знаниями о языке HTML.

Технически сайт построен с использованием самых прогрессивных технологий: верстка произведена в соответствии со стандартом XHTML с использованием классов CSS. Данные хранятся в базе данных MySQL, а обмен информацией со сторонними сайтами, как и хранение служебной информации (например, описание шаблонов дизайнов) реализовано с использованием XML. Гибкая архитектура ядра системы, запрограммированная на языке PHP, большая библиотека функций и классов позволяет производить наращивание новых возможностей в виде дополнительно подключаемых модулей в короткие сроки. Важной особенностью портала является уникальная встроенная поисковая система, сочетающая в себе лучшие и наиболее важные возможности уже существующих поисковых систем. Алгоритм поиска, реализованный в виде модуля (клиент), написанного на языке СИ, позволяет эффективно использовать ресурсы процессора и оперативной памяти. Рассылка новостей из соображений надежности реализована в виде модуля на языке PERL и осуществляется в форматах HTML (по электронной почте), а также RSS и XML (по протоколу FTP на сервер пользователя).

В качестве источников информации для результатов поиска используется собственная база системы, как и результаты, получаемые альтернативными поисковыми системами (такими как Google, Yahoo, Altavista, MSN, Dmoz).

182

Администратору системы доступно более 30 видов статистики, отображаемой в текстовом и графическом (в виде диаграмм) виде. Также предусмотрена возможность экспорта статистики в форматах CSV и XLS.

В ближайшее время планируется запуск зеркального сайта на домене chaos.ru, а также англоязычной версии проекта на домене xaoc.info.

Литература: [1] «Вокруг Света», №10 (2769), стр. 196, октябрь 2004г.

МОДЕЛЬ МЕТОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОСТИ ПРИ ОБУЧЕНИИ В КОМПЬЮТЕРНОЙ СРЕДЕ

Никитин А.В. Волгоградский государственный педагогический университет nik@vspu.ru

Специфическими особенностями самостоятельной деятельности в компьютерной среде является освоение без помощи преподавателя различных модификаций инструментария и программного обеспечения, применение полученных знаний для решения практических задач. Деятельность в компьютерной среде возможна с поэтапным контролем операций и с оперированием свернутыми структурами. Необходимым условием всех форм самостоятельной деятельности является интеллектуальная и поведенческая рефлексия, осмысление полученных знаний, умений, навыков, стремление к презентации результатов деятельности и их использованию в деятельности других.

Усвоение информации возможно при различной организации самостоятельной учебной деятельности. Тип самостоятельной деятельности связан со способом передачи обучаемому информации либо в статической, либо в динамической форме.

В компьютерном образовании самостоятельная работа является основной в автономной и совместной формах учебной и учебно-исследовательской деятельности. В ходе образования в компьютерной среде по уровню субъектности учащихся можно выделить несколько этапов. Каждый этап роста субъектности ученика как центрального элемента дидактической системы – это переход на новую ступень самостоятельности.

Основным критерием самостоятельности учебной деятельности в компьютерной среде является не форма ее реализации, а уровень субъектности ученика, невысоким можно назвать работу под руководством компьютерной программы или уровень работы по образцу.

При выполнении реконструктивно-вариативных работ уровень субъектности повышается, поскольку ученик может выбирать наиболее рациональный алгоритм или синтезировать его из имеющихся. В частично-поисковых задачах обучаемые не получают готового алгоритма действий, а самостоятельно конструируют его, сообразуясь с целью и условиями задачи

183

– это еще более высокий уровень субъектности. В учебно-исследовательской деятельности не всегда даются и условия – только цель и ограничения ресурсов: учащиеся самостоятельно ставят задачу, ищут данные и инструменты их преобразования, определяют наиболее рациональные способы представления результата. Это наивысший уровень субъектности в компьютерном образовании.

Субъектность ученика, а, следовательно, и самостоятельность учебной деятельности, напрямую связана с эволюцией системы управления деятельностью учащихся в компьютерном образовании.

На начальном этапе совершается переход учащегося из позиции ведомого объекта управления в позицию субъекта, управляющего системой и осознающего себя в этой позиции. Такой переход сопровождается сменой типа управления: директивное управление, необходимое при первых попытках управлять компьютером, сменяется управлением с элементами ограниченной самостоятельности. На этом этапе система информационных связей преподаватель – учащийся дополняется новым типом связи учащийся – компьютерная программа, которые являются внешним выражением скрытых связей учащийся – разработчики программы, опосредованных компьютером. Приобретают новое значение и традиционные связи учащийся – другие учащиеся, значение которых будет нарастать при всех переходах от этапа к этапу.

При переходе к следующему этапу уровень субъектности учащегося возрастает, он переходит в объектно-субъектную позицию. Учащийся еще по-прежнему является ведомым (объектом педагогических воздействий со стороны преподавателя), но уже осознает себя субъектом деятельности, пытающимся самостоятельно искать решения в возникающих учебных ситуациях, но не всегда способным сделать это без посторонней помощи.

Ценностным ориентиром для учащегося на этом этапе является освоение компьютера как инструмента учебной деятельности: он ставит целью научиться использовать компьютер для подготовки текстов, получения рисунков или иных графических изображений, для проведения на компьютере вычислений. По мере освоения учебных умений все большее число операций учащиеся осваивают самостоятельно или с помощью своих товарищей, не требуя информационной поддержки со стороны преподавателя. Хотя еще рано говорить о творческой самостоятельности, но элементы творческой деятельности прослеживаются и на этом этапе. Осваивая компьютерные инструменты и методы обработки графической, числовой, текстовой информации, учащиеся пытаются найти практическое применение полученным знаниям, но им трудно самим подобрать интересные и посильные задачи. На этом этапе чрезвычайно важна методологическая и методическая поддержка преподавателя, а не прямое его управление деятельностью.

Дальнейший рост субъектности учащегося, становится центральным элементом дидактической системы, он самостоятельно получает учебную информацию, используя компьютерные технологии. Его тяготит мелочная

184

регламентация деятельности со стороны преподавателя, но он по-прежнему нуждается в методологической и методической поддержке преподавателя, все большую роль играют связи учащийся – учебный предмет, опосредованные компьютером.

Целевым приоритетом этого периода является осознание себя как производителя завершенного интеллектуального продукта. Таким продуктом могут быть самостоятельно добытые знания о компьютере и методах использования его для решения прикладных задач, или выполненные самостоятельно фрагменты программ, или какие-то дидактические материалы, подготовленные на основе компьютерных технологий.

Характерной особенностью третьего этапа является переход от конкретно-практических задач, где целью деятельности было освоение приемов управления компьютером в конкретной ситуации к учебным задачам, в которых целью является выявление обобщенных способов действий, обнаружение и анализ условий действий, существенных для множества сходных ситуаций. Вклад творческих элементов в учебный процесс становится более весомым.

Заключительный этап отличается от предшествующих появлением автономного самоуправления учащегося. Основная ценностная ориентация данного этапа – осознание своей самоценности, социальной востребованности. На этом этапе учащийся не удовлетворяется тем, что создает некоторый интеллектуальный продукт, для него важно, чтобы этот продукт был замечен, оценен другими и был нужен для других. На данном этапе развития дидактической системы компьютерного образования учащийся в позиции субъекта своей деятельности, а преподаватель в позиции исследователя этой деятельности. Для учащегося важно самоутверждение, самопрезентация результатов деятельности. Главная задача преподавателя – заметить новообразования личности, понять те внутренние механизмы, которые являются ведущими для учащегося на данном этапе становления его личности, поддержать его стремление к творческому самоопределению.

ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ВРАЩЕНИЯ ТЯЖЕЛОГО АСИММЕТРИЧЕСКОГО ВОЛЧКА С НЕПОДВИЖНОЙ НИЖНЕЙ ТОЧКОЙ

Новакович А.А., Кириленко О. В. Ростовский государственный университет, физический факультет

Задача университетского образования для специалистов с квалификацией: “Физик. Преподаватель физики, математики и информатики” - дать знания, позволяющие не только проводить уроки физики и информатики по программе средней школы, но и выходящие за рамки школьной программы. В частности умение ставить и решать задачи повышенной сложности с использованием персональных компьютеров и современных прикладных программ. Представленный доклад основан на

185

материале дипломной работы Кириленко О.В., в которой решена задача об устойчивости вращения тяжелого (т.е. находящегося во внешнем, однородном гравитационном поле) асимметрического волчка с неподвижной нижней точкой. Полученный результат может быть использован в учебном курсе, как дополнительный материал при изучении теоретической механики в университетах и технических ВУЗах.

Предполагалось, что ось вращения волчка совпадает с одной из его осей инерции и ориентирована вертикально. Для решения были использованы уравнения Эйлера [1], проведены их линеаризация, и исследование динамики изменения малых возмущений движения во времени. Математический пакет Maple оказался необычайно удобен в данном случае. В работе указаны геометрия и размеры асимметрических волчков: а) вращение которых не устойчиво ни при какой угловой скорости, б) имеющих область устойчивого вращения, ограниченной снизу минимальным значением угловой скорости и в) областью устойчивого вращения которых является узкая полоса значений угловых скоростей. Существование узкой полосы частот устойчивости тяжелого асимметрического волчка вполне нетривиально. Этому случаю соответствует промежуточное значение момента инерции волчка относительно оси вращения. Известно, что вращение свободного асимметрического волчка в этом случае неустойчиво, и его формально можно рассматривать как предельный случай тяжелого волчка в пределе устремления ускорения свободного падения к нулю, или что, эквивалентно в случае бесконечного значения угловой скорости вращения. Напротив, при малом значении величины угловой скорости вращения, волчок представляет собой физический маятник в положении неустойчивого равновесия. Таким образом, ни при малых, ни при больших значениях угловой скорости вращения, не ожидается возникновения явления устойчивости. По этой причине возникновение полосы частот устойчивого вращения тяжелого асимметрического волчка факт нетривиальный. Полученные результаты вполне заслуживают отражения в современном курсе теоретической механики. Следует отметить, что ни в одном учебнике по теоретической механике данный результат не отражен.

Применим уравнения Эйлера к задаче об устойчивости вращения тяжелого асимметрического волчка с неподвижной нижней точкой:

,dM M Kdt

⎡ ⎤+ Ω× =⎣ ⎦

rr r r (1)

где −Ω= jiji IM момент импульса волчка, ijI - тензор моментов инерции,

имеющий диагональный вид в подвижной системе координат. K l mg⎡ ⎤= ×⎣ ⎦rr r -

момент сил. Радиус-вектор центра масс: ( )0,0,l l=r

в подвижной системе

координат фиксирован. Будем считать, что компоненты угловой скорости:

21,ΩΩ малы по сравнению с

3Ω , компоненты 21,gg малы по сравнению с

3g , тогда с

186

точностью до величин первого порядка малости, gg −=3 , а Ω=Ω3 (Ω -

угловая скорость относительно вертикальной оси, g -ускорение свободного падения). Уравнение (1) в данном случае приводится к виду:

1 1 2 3 2 2 2

2 2 1 1 1 3 1

0,

0.

I I I lmg

I I I lmg

′

′

⎧ ′Ω +Ω Ω− Ω Ω+ =⎪⎨

′Ω +Ω Ω −Ω Ω− =⎪⎩

&

& (2)

Уравнение для компонент вектора ускорения свободного падения в подвижной системе координат имеет вид: 0dg g

dt⎡ ⎤+ Ω× =⎣ ⎦

r r r , или в

покомпонентной росписи:

1 2 2

2 1 1

0,0.

g g gg g g−Ω −Ω =⎧

⎨ +Ω +Ω =⎩

&

& (3)

В итоге мы получили систему из 4-х линейных дифференциальных уравнений 1-го порядка относительно компонент 2121 ,,, ggΩΩ , решение которой ищем в виде:

.,,, 42312211titititi eCgeCgeCeC νννν ===Ω=Ω (4)

Устойчивость вращения соответствует вещественным значениям частоты ν . Подставив (4) в систему уравнений (2,3), получим систему линейных, однородных уравнений относительно коэффициентов

4321 ,,, CCCC . Система имеет решения, если её дискриминант 0=D . Последнее уравнение является биквадратным относительно величины ν.

Исследуемый волчок представляет собой эллипсоидальную тонкую пластину с полуосями a =2 и b=1, невесомая вертикальная ось перпендикулярна пластине и проходит через её центр, l -расстояние от пластины до нижней неподвижной точки, которое может изменяться в диапазоне значений от 0.1 до 1.5.

Ниже приведен график зависимости величины ν2 относительно квадрата угловой скорости вращения волчка для случая l =0.9.

Устойчивому вращению волчка соответствует вещественный диапазон частот ν , т.е. положительные значения 2ν . Из рисунка видно, что существует область значений угловых скоростей, при которых вращения волчка устойчиво. Указанная область лежит между точкой ветвления решения уравнения 0=D и точкой пересечения величины 2ν с осью абсцисс данного графика.

187

В работе проведено исследование существования областей частот

устойчивого вращения волка при изменении величины расстояния от пластины до нижней точки l в указанном выше диапазоне значений. На следующем графике приведены результаты данного исследования. На оси абсцисс отложены значения величины l , а на оси ординат значения величины угловой скорости вращения волчка вокруг вертикальной оси.

Сплошная линия соответствует минимальному значению, пунктирная

– максимальному значению угловой скорости устойчивого вращения волчка с фиксированным значением величины l .

188

При значениях l <0.5 вращение тяжелого асимметрического волчка с неподвижной нижней точкой устойчиво, если значение угловой скорости Ω больше критического значения. При значениях l , лежащих в диапазоне от 0.5 до 0.77 вращение неустойчиво при любых значениях Ω . При значениях l в диапазоне от 0.77 до 1.0 существует полоса значений угловых скоростей устойчивого вращения. При значениях l >1.0 вращение устойчиво, если значение угловой скорости Ω больше критического значения

Литература [1] Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. Механика. М.:Наука, 1988г.

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ «ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ» НА ФАКУЛЬТЕТЕ ВЫСОКИХ ТЕХНОЛОГИЙ РГУ

Панич А.Е., Земляков В.Л. Ростовский государственный университет, факультет высоких технологий decanat@fvt.rsu.ru

Информационные системы - область науки и техники, которая включает совокупность средств, способов и методов человеческой деятельности, направленных на создание и применение систем сбора, передачи, обработки, хранения и накопления информации.

Ростовский государственный университет получил лицензию на право ведения образовательной деятельности по специальности «Информационные системы и технологии» (ИСТ) в 2002 году.

Нормативный срок освоения основной образовательной программы при очной форме обучения - 5 лет. Квалификация выпускника – инженер.

Инженер по специальности ИСТ может занимать должности: инженер; инженер-программист (программист); инженер - электроник (электроник); инженер по автоматизированным системам управления; инженер по наладке и испытаниям и другие должности, соответствующие его квалификации.

Объектами профессиональной деятельности инженера по специальности ИСТ являются информационные системы и сети, их математическое, информационное и программное обеспечение, способы и методы проектирования, отладки, производства и эксплуатации программных средств информационных систем.

Характерной особенностью подготовки специалистов на факультете высоких технологий (ФВТ) является сочетание мощной базовой университетской подготовки студентов по основополагающим дисциплинам, таким как математика, физика, информатика, со специальной подготовкой по техническим дисциплинам. Именно такой подход позволяет обеспечить необходимый уровень современного инженерного образования молодых специалистов.

189

Не останавливаясь подробно на дисциплинах обще-гуманитарного цикла, а также естественнонаучных дисциплинах (их преподавание обеспечивают другие факультеты РГУ), приведем основные дисциплины, изучаемые студентами непосредственно на ФВТ.

Общепрофессиональные дисциплины: Компьютерная геометрия и графика, Электротехника и

электроника, Метрология, стандартизация и сертификация,Архитектура ЭВМ и систем, Операционные системы, Технологияпрограммирования, Теория информационных процессов и систем, Интеллектуальные информационные системы, Информационные сети, Моделирование систем, Управление данными, Информационная безопасность и защита информации, Оптоволоконные линии связи, Теория и техника передачи сигналов.

Специальные дисциплины: Корпоративные информационные системы, Представление

знаний в информационных системах, Администрирование винформационных системах, Проектирование информационныхсистем, Мультимедиа технологии, Информационные системы итехнологии в инженерной и управленческой деятельности,Интерфейсы информационных систем, Информационные системы поддержки принятия решений.

Учебный процесс по специальности ИСТ на ФВТ ведет кафедра «Информационных и измерительных технологий». Сотрудники кафедры – высококвалифицированные преподаватели, имеющие большой опыт не только педагогической, но и производственной деятельности.

В соответствии с государственным образовательным стандартом выпускник по специальности ИСТ должен

знать: - современные методы и средства разработки информационных систем; - принципы описания информационных систем и их элементов на основе системного подхода;

- принципы построения аналитико-имитационных моделей информационных процессов, основные классы моделей и методы моделирования, методы формализации, алгоритмизации и реализации моделей на ЭВМ;

- способы записи алгоритмов и конструирования программ с использованием различных алгоритмических языков;

- основные принципы организации и функционирования вычислительных систем, комплексов и сетей ЭВМ; характеристики, возможности и области применения наиболее распространенных классов и типов ЭВМ в информационных системах;

- модели и структуры информационных сетей, методы оценки эффективности информационных сетей;

190

- методы и модели управления информационной системой, программные и технические средства реализации системы управления;

- основные принципы организации баз данных информационных систем, способы построения баз данных, баз знаний и экспертных систем;

- модели и методы формализации и представления знаний в информационных системах;

- принципы организации, структуры технических и программных средств компьютерной графики и мультимедиа технологий;

- проблему информационной безопасности и защиты информации в информационных системах, уметь использовать:

- современные методы системного анализа информационных процессов и принятия решений в информационных системах;

- методы и средства информационных технологий при разработке корпоративных информационных систем;

- методы и инструментальные средства моделирования при исследовании и проектировании информационных систем;

- методы и средства разработки алгоритмов и программ, современные технологии программирования информационных систем;

- современные системные программные средства и операционные системы;

- сетевые программные и технические средства информационных систем;

- интеллектуальные информационные системы, инструментальные средства управления базами данных и знаний;

- инструментальные средства компьютерной графики и графического диалога в информационных системах;

- методы расчета надежности информационных систем; - методы обеспечения информационной безопасности и защиты информации; иметь опыт:

- проектирования информационных систем и их элементов в конкретных областях;

- применения математических моделей и методов анализа, синтеза и оптимизации детерминированных и случайных информационных процессов;

- моделирования информационных систем на современных ЭВМ на базе аналитико-имитационного подхода;

- выбора технологии программирования и инструментальных программных средств высокого уровня для задач проектирования информационных систем и их элементов;

- выбора архитектуры и комплексирования аппаратных средств информационных систем. В рамках подготовки специалистов по ИСТ факультет высоких

технологий РГУ реализует две специализации: «Информационные системы и

191

технологии в бизнесе» и «Информационные системы и технологии в геоинформационных системах».

ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕНЕДЖМЕНТ – НОВЕЙШАЯ СПЕЦИАЛИЗАЦИЯ НАПРАВЛЕНИЯ «ОРГАНИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ НАУКОЕМКИМИ ПРОИЗВОДСТВАМИ»

Петраков В.А., Свечкарев В.П. Ростовский государственный университет, факультет высоких технологий decanat@fvt.rsu.ru

Происходящая децентрализация экономики, создание малых предприятий и фирм с постоянно меняющейся номенклатурой выпускаемых изделий, а также стремительная информатизация производственной сферы выдвигают ряд новых специфических требований к выпускникам высшей школы: специалист должен обладать глубокими знаниями в области техники и технологий по избранному направлению; уметь анализировать рыночную конъюнктуру, проводить маркетинговые исследования; уметь по результатам анализа рынка принять решение об изменениях (нововведениях) в технике и технологиях. Необходимы специалисты, подготовленные для решения сложных производственных и исследовательских задач, «элитарные» специалисты, приобретшие за годы обучения, как хорошие теоретические знания, так и навыки конкретной практической и экспериментальной работы, за счет перспективного образования в области современных инновационных технологий управления, информационных и телекоммуникационных систем и сетей, компьютерных технологий анализа и управления системами и комплексами.

В качестве одного из решений проблемы предлагается введение новейшей специализации в направлении «Организация и управление наукоемкими производствами», а именно, Информационно-аналитический менеджмент высоких технологий. В своем предложении мы учитываем, что государственным образовательным стандартом регламентируется готовность специалиста по управлению высокотехнологичными системами к ведению, среди других, и следующих видов деятельности: диагностическая, исследовательская, информационно-аналитическая; координационно-интеграционная; проектная и консультационная. Именно на этих видах деятельности мы и позиционируем предлагаемую специализацию.

Отличительной особенностью формируемой специализации должно стать, наряду, с глубоким изучением наукоемких технологий и высокой теоретической подготовкой, широкое применение информационных технологий и целенаправленная отраслевая специализация в области инновационной деятельности и технологического предпринимательства. Поэтому к перечню специальных дисциплин (Основы предпринимательства, Теория управления сложными системами, Экономика и управление высокотехнологичным производством, Теория организации, Стратегическое

192

управление наукоемким производством, Технологический маркетинг, Основы менеджмента, Управление качеством, Наукоемкие технологии и производства) предлагается ввести следующие дисциплины специализации: Информационные технологии в управлении наукоемким производством, Архитектура интегрированных систем управления, Информационная безопасность

и защита информации, Информационные технологии моделирования технических систем, Системный анализ технологических и инновационных процессов, Исследование операций в технических системах, Инновационный менеджмент высоких технологий.

Заключительное становление специалиста (инженера-менеджера), таким образом, реализуется в среде информационно-аналитических дисциплин, а подготовка выпускной работы ориентирована на формулировку и решение задач менеджмента высоких технологий как класса информационно-аналитических задач.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ASP И .NET ASP ДЛЯ СОЗДАНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ УЧЕБНИКОВ И ТЕСТОВ

Подсвиров В.Н. Таганрогский государственный педагогический институт podsvirvs@inbox.ru

На данном этапе развития информатики имеет место ситуация, когда информационные технологии развиваются настолько опережающими темпами, что практики не успевают адаптироваться к одной технологии, как появляется более новая, совершенная.

Процесс обучения новым информационным технологиям тормозится из-за отсутствия соответствующих книг. Книги появляются с задержкой год - два, а новые технологии изменяются ежегодно, если не чаще.

Кроме того, выбор продуктов, опирающихся на различные технологии, достаточно велик. В процессе обучения приходится ориентироваться и на конъюнктуру рынка, так как часть продуктов и технологий, на которые эти продукты опираются, могут морально устареть. Фирмы, производящие продукты, могут прекратить свое существование, не выдержав конкуренции.

Учебные планы, обычно, верстаются не чаще одного раза в пять лет. В таких условиях приходится учитывать возможность появления новых информационных технологий в течение этого срока. Учебные программы можно верстать ежегодно, но с учетом требований специальности. Практически приходится все время менять содержание курсов, предлагаемых студентам. С одной стороны постоянные изменения курсов полезны, а с другой стороны - не всегда понятно как преподавать новую технологию наиболее эффективным образом.

193

В данном докладе я хотел бы обратить внимание на технологии ASP и .NET ASP, которые были разработаны и поддерживаются фирмой Microsoft. Интерес представляет то, что фирма Microsoft является практическим монополистом в своей области и в ближайшее время ею предполагается поддерживать эти технологии. Существующие альтернативные продукты и технологии поддерживаются менее значимыми фирмами и могут в скором времени оказаться за бортом рынка, оставив своих потребителей без сопровождения продуктов. Еще одним доводом за использование технологий ASP и .NET ASP является то, что их поддержка осуществляется средствами IIS, которая является частью операционной системы. Таким образом, приобретая операционную систему Windows 2000/XP, потребитель приобретает поддержку WEB, SMTP и FTP серверов.

Одним из средств обучения являются учебники. В нашем случае - электронные учебники. В качестве образца возможностей, предоставляемых создателю электронного учебника, можно использовать достижения глобального Internet, так как нами используются эти же технологии.

Следующая проблема - проблема выбора продуктов, позволяющих автоматизировать процесс создания учебника. Следует обратить внимание на продукцию фирмы Macromedia. Она не столь стабильна, как фирма Microsoft, но качество продукции этой фирмы, ее возрастающая популярность обещает дальнейшее существование. Самым обиходным продуктом при создании учебника следует признать Dreamweaver. Удобный графический интерфейс. Возможность использовать технологии ASP, .NET ASP. Людям, знакомым с программой Microsoft Word, просто адаптироваться со средствами Dreamweraver.

Вместе с тем, следует обратить внимание на профессиональный продукт фирмы Microsoft Visual Studio .NET. Невозможно не отметить пионерское направление, состоящее в создании WEB- приложений. Наконец-то можно работать в технологии клиент-сервер, не слишком утруждаясь вопросами взаимосвязи между клиентом и сервером. К тому же фирма предложила реализацию нового языка C#. Этот язык совмещает в себе давно знакомые подходы языка Pascal с возможностями адресной арифметики C++. Кроме того, C# оказывается явным конкурентом JavaScript.

Фирма Borland для любителей языка Pascal предложила продукт Delphi-8, который позволяет строить Web-приложения. Ею был, практически полностью, переработан графический интерфейс этого продукта и Delphi-8 стала больше похожа на MS Visual Studio. Тем не менее, фирма Borland предложила свои, лучшие средства работы (помимо аналогичных в MS Visual Studio), в частности, - средства работы с базами данных. Но DataAdapter в Delphi-8 лишен гибкости и удобства соответствующего конструктора из Visual Studio. Потребитель столкнется со значительным неудобством ручной настройки на SQL - сервер или другие источники данных.

Студентам были предложены лабораторные работы по использованию DreamWeaver + ASP + JavaScript. Задача состояла в создании электронного учебника и электронного теста. Работа по созданию обучающего сайта

194

особых проблем не вызвала. Некоторые студенты по собственной инициативе использовали Macromedia Flash для создания динамических изображений. Тесты создавались на основе серверных скриптов, написанных на JavaScript. Таким образом скрывалась информация о правильных ответах от тестируемых. Естественным недостатком было отсутствие работы с базами данных с целью сохранения результатов тестирования и выбора информации о проведенных ранее тестах.

Для работы с базой данных было предложено студентам использовать MS SQL Server 2000 совместно c MS Visual Studio. На языке C# создавались WEB-приложения, которые читали вопросы и типовые ответы из базы данных, накапливали результаты тестирования и записывали результат в базу данных. По требованию тестируемого производилась выборка из базы данных результатов тестирования только данного человека. Таким образом отрабатывались навыки создания электронных тестов.

Результаты показали, что создание электронных учебников и тестов, вполне пригодных для тестирования школьников и студентов, по силам студентам 3 курса специальности "Математика и информатика" педагогических институтов. Главная проблема состояла в правильном выборе из всех имеющихся возможностей и изобразительных средств некоторого минимального набора. То есть не обязательно быть профессионалом высокого класса или обучаться профессиональной деятельности программиста, WEB- дизайнера или сервериста, чтобы делать вполне работоспособные электронные учебники и тесты.

Произошла еще одна информационная революция, которую не все заметили. Теперь создание и сопровождение электронных учебников и тестов вполне по силам учителям информатики. Единственная сложность состоит в надлежащем обучении кадров.

Следующим этапом может быть обучение средствам и методам дистанционного обучения в среде Internet. Благодаря масштабируемости технологий Internet, достижения, сделанные в пределах учебного класса, могут быть без проблем перенесены в глобальную "паутину". То есть для организации дистанционного обучения по электронным учебникам и тестам достаточно WEB-сервер школы или института включить в глобальный Internet. На сегодняшний день - это дело техники. Уже сегодня можно практически решить эти технические вопросы с провайдером Internet. И компьютер преподавателя с электронными учебниками и тестами будет доступен из глобальной "паутины" Internet.

Видимо, уже наступил момент, когда проблему создания электронных учебников и тестов необходимо выносить на самый высокий уровень и решать ее в государственных масштабах. Действительно, сколько стоит сегодня комплект учебников, тетрадей и других принадлежностей для всех классов средней школы? Порядка 10 тысяч рублей, а может и больше+ Ориентировочный подсчет показывает, что решение этой проблемы путем создания школьного переносного компьютера с полным комплектом электронных учебников может оказаться не только сопоставимым по

195

розничной цене с обычными учебниками , тетрадями и т.д., но и даже более дешевым. Естественно, если проблема будет решаться в государственном масштабе, и ученические недорогие плоские и легкие компьютеры будут производиться большой серией и поставляться с полным комплектом электронных учебников, одобренных соответствующими государственными структурами.

Такой школьный "комп", весом менее 0.5 кг., снимет ненужную нагрузку на неокрепший позвоночник школьников младших классов, так как позволит отказаться не только от тяжелых учебников, но и от тетрадей, ручек и др. принадлежностей.

Современные сетевые средства позволяют быть подключенными к школьной компьютерной сети на расстоянии до 1,5 км. и даже больше без привлечения средств глобального Internet. Если школьник заболел, то вопрос получения домашнего задания и домашнего обучения оказывается технически решенным. Дело за организацией соответствующей поддержки со стороны работников школы.

Таким образом, простой перевод средств обучения на распространенные сегодня технологии Internet (ASP и .NET ASP в том числе) позволяет уже сегодня в корне изменить сам процесс обучения.

ЭЛЕКТРОННЫЙ УЧЕБНИК «ОСНОВЫ ТЕОРИИ КОДИРОВАНИЯ»

Попов А.П., Барышникова Н.А. Ростовский государственный педагогический университет

Электронный учебник «Основы теории кодирования» создан на базе спецкурса «Основы теории информации и кодирования» для студентов четвертого курса отделения информатики РГПУ.

Необходимость создания подобного учебника вызвана тем, что работы основоположников теории информации и кодирования, в которых задачи и методы теории излагаются систематически, давно не переиздавались и стали труднодоступными. В современных же учебных пособиях многие вопросы теории кодирования излагаются слишком кратко и, иногда, поверхностно, так что учащемуся, не знающего предшествующих этапов развития теории, трудно составить правильное представление о происхождении основных идей теории кодирования и методах решения типичных прикладных задач.

Естественно, что учебник по теории кодирования, в создании и развитии которой участвовали выдающиеся математики и крупные специалисты по теории связи, не может не быть компилятивным. Но и в этих условиях можно изложение даже традиционных вопросов сделать доступным, интересным и в какой-то мере увлекательным. Мы пытались достичь этого за счет большого числа примеров, иллюстрирующих то или иное положение теории, а также

196

решая на практических занятиях достаточно сложных задач, тесно связанных с материалом лекционного курса.

Так, при изучении темы «Оптимальные коды» не только дается описание алгоритма Хаффмена, но и на конкретном примере подробно разбирается прямой и обратный ход алгоритма (ниже приводится соответствующий фрагмент текста учебника).

Прямой ход алгоритма Хаффмена. Выполняемая на каждом шаге прямого хода алгоритма Хаффмена операция сжатия заключается в том, что два наименее вероятных символа алфавита сжимаются в один, при этом их вероятности суммируются. Таким образом, на каждом шаге происходит редукция алфавита, в результате чего он заменяется новым алфавитом с количеством символов на 1 меньше. Прямой ход алгоритма заканчивается, когда на очередном шаге все символы исходного алфавита объединятся в один символ последнего редуцированного алфавита.

a b c d e f g 0.26 0.21 0.20 0.11 0.10 0.06 0.06

a b c fg d e 0.26 0.21 0.20 0.12 0.11 0.10

a b de c fg 0.26 0.21 0.21 0.20 0.12 cfg a b de

0.32 0.26 0.21 0.21 bde cfg a 0.42 0.32 0.26 acfg bde 0.58 0.42

acfgbde

1

Обратный ход алгоритма Хаффмена. В процессе выполнения обратного хода алгоритма Хаффмена последовательно строятся оптимальные кодировки для всех промежуточных редуцированных алфавитов. Единственному символу самого последнего из редуцированных алфавитов ставится в соответствие пустой код. Операция расщепления, которая выполняется на каждом шаге обратного хода алгоритма Хаффмена, является обратной к соответствующей операции сжатия: соединенные ранее вместе символы очередного редуцированного алфавита вновь расщепляются на составляющие их компоненты – символы алфавита-предшественника. При этом происходит назначение очередного кодового символа: одной из компонент назначается нуль, а другой компоненте единица.

197

a b c d e f g 01 10 000 110 111 0010 0011 a b c fg d e

01 10 000 001 110 111 a b de c fg

01 10 11 000 001 cfg a b de 00 01 10 11

bde cfg a 1 00 01

acfg bde 0 1

acfgbde

λ Окончательный результат применения алгоритма Хаффмена представим

в виде кодовой таблицы с указанием длин назначенных элементарных кодов.

a b c d e f g 0.26 0.21 0.20 0.11 0.10 0.06 0.06 01 10 000 110 111 0010 0011 2 2 3 3 3 4 4

Вычислим цену кодирования двоичного кода, найденного по алгоритму

Хаффмена:

65.2406.0406.0310.0311.0320.0221.0226.0 =⋅+⋅+⋅+⋅+⋅+⋅+⋅=σl .

На практических занятиях учащиеся получают самостоятельные задания, позволяющие окончательно закрепить приобретенные теоретические знания.

Весь материал в электронном учебнике организован с помощью системы гиперссылок. Учебник дополнен глоссарием, разъясняющим вновь вводимые термины и понятия (выделяются курсивом в основном тексте). В целом учебник оформлен средствами Dream Weaver и оформлен в виде Web-cite, который может быть размещен в локальной сети учебного заведения. заведения.

198

ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА ВОЛГУ И ЕЕ РОЛЬ В ФОРМИРОВАНИЯ УНИВЕРСИТЕТСКОГО САМОУПРАВЛЕНИЯ

Попов А.П., Богомолов А.А., Фазылова О.А. Ростовский государственный педагогический университет

Компьютерное моделирование как особая форма эксперимента находит все более широкое применение во всех областях человеческой деятельности. Курс «Компьютерное моделирование» включен в стандарты специальностей физико-математического и естественно-научного направлений, при этом стандарты содержат целый ряд сложных тем и вопросов компьютерного моделирования. Вместе с тем, на чтение очень насыщенного лекционного курса отводится слишком мало часов. Положение усугубляется тем, что на сегодняшний день практически отсутствует учебная литература по задачам компьютерного моделирования. В связи с этим родилась идея написать учебник по курсу компьютерного моделирования, который один из авторов на протяжении нескольких лет читал в РГПУ для студентов физико-математических специальностей. Позднее было решено придать этому учебнику электронную форму, что позволяет использовать его также в качестве учебного пособия при проведении лабораторного практикума на компьютерах. Подобный подход вполне отвечает также и современным требованиям компьютеризации процесса образования.

И в лекционном курсе, и в электронном учебнике основное внимание уделяется не определениям, и не вопросам классификации различных видов моделей, а постановке и решению конкретных и достаточно сложных задач из различных разделов физики, химии, биологии.

В лабораторном практикуме на ЭВМ, сопровождающем лекционный курс, используются численные, аналитические, графические возможности математического пакета Mathcad, который был выбран из-за простого и наглядного интерфейса.

Большое внимание уделяется описанию и сравнению различных способов и методов решения одной и той же задачи, выяснению области применимости этих методов, оценки их точности и надежности. Так, решение системы уравнений Вольтерры,

⎪⎩

⎪⎨

⎧

−−=

−=

)1(

)1(

11222

22111

NNdt

dN

NNdt

dN

ελ

ελ

(1) моделирующих систему «хищник-жертва», рассматривается в линейном

приближениии, во втором порядке стандартной теории возмущений, методом Крылова-Боголюбова, и, наконец, решается численно методом Рунге-Кутты четвертого порядка (часть решений воспроизведена на рис. 1-2).

199

Рис. 1. Решение системы уравнений (1) в линейном приближении.

Рис. 2. Численное решение системы уравнений (1) методом Рунге-

Кутты. Затем консервативность динамической системы Вольтерры

используется для обоснования периодичности всех нетривиальных решений системы (1). В качестве иллюстрации приводится фазовый портрет системы, фазовые траектории которой совпадают с линиями уровня интеграла движения

)ln()ln(),( 2221111221 NNNNNNI −+−= ελελ . (2)

200

Рис. 3. Фазовый портрет экологической системы «хищник-жертва». Подобный подход мы используем и при исследовании всех других задач

– начиная с детерминированной модели процессов радиоактивного распада, и заканчивая моделями бифуркационных явлений в некоторых динамических системах.

КОМПЬЮТЕРНОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ

Попов А.П., Богомолов А.А., Смирнов Д.С., Лучина Т.В. Ростовский государственный педагогический университет

В июле 2004 года в Ростовском государственном педагогическом университете был образован отдел контроля качества образования.

Основной задачей отдела является создание системы компьютерного тестирования, предназначенной для входного, текущего и заключительного контроля знаний студентов.

Для решения поставленной общей задачи требуется решение следующих взаимосвязанных частных задач:

1. наличие компьютерных классов, предназначенных для проведения тестирования;

201

2. наличие локальных сетей, соединяющих компьютерные классы с центральным сервером , на котором хранится и обрабатывается вся информация;

3. формирование единой базы данных, содержащей сведения обо всех студентах, проходящих тестирование (в перспективе в этой базе будут храниться сведения обо всех студентах вуза);

4. формирование баз тестовых заданий по всем предметам, выносимым на компьютерное тестирование;

5. создание простого и удобного редактора тестовых заданий; 6. создание программного комплекса, обеспечивающего выполнение

следующих задач: a. формирование индивидуальных тестов на основе имеющихся баз

тестовых заданий; b. корректное управление потоками данных и базами данных в

условиях их непрерывного изменения и обновления; c. защиту баз данных от несанкционированного доступа или сбоев в

работе системы (для этого средства защиты должны включать также и дублирование баз данных);

d. объективную обработку результатов тестирования;

Кратко обсудим пути и методы решения задач, сформулированных в пунктах 1-6, и отметим трудности, возникшие при реализации намеченной программы.

Задачи, отмеченные в пунктах 1-2, являются чисто техническими, и решаются по мере поступления новой компьютерной техники (во всяком случае, их реализация не вызывает принципиальных затруднений).

Задача, поставленная в пункте 3, носит вспомогательный характер, но ее выполнение сопряжено с большой и утомительной, но очень важной работой, которая осложняется тем, что (как выяснилось в процессе создания общей базы) частичные базы данных, используемые в некоторых подразделениях вуза, содержали значительное количество ошибок.

Решение задачи, поставленной в пункте 4, невозможно без плотного взаимодействия с кафедрами и преподавателями, ведущими занятия по соответствующему предмету. Как и любая другая задача, на решение которой немаловажное влияние оказывает человеческий фактор, эта задача решается не всегда так легко и быстро, как того хотелось бы организаторам службы тестирования.

Задача пункта 5 на первый взгляд кажется принципиально не сложной, но на самом деле требует большой по объему и очень ответственной программистской работы. Несомненно, что создание хорошего редактора тестов позволит существенно облегчить решение задачи пункта 4

Реализация пунктов 6a, 6b, 6c также не вызывают принципиальных затруднений, хотя также требуют значительной по объему программистской работы.

202

Неожиданные сложности возникли при реализации пункта 6d. История тестирования насчитывает не один десяток лет, и за это время были созданы и развиты самые разнообразные (иногда взаимодополняющие, а иногда взаимоисключающие) теории и модели, описывающие процесс тестирования и предлагающие соответствующие этим моделям методы обработки результатов тестирования. Тем не менее, полной (или хотя бы, частичной) ясности в этих вопросах до сих пор достигнуть не удалось. Достаточно упомянуть хотя бы тот факт, что широко распространенная и до сих пор используемая однопараметрическая модель Раша не позволяет объективно оценить уровень подготовленности испытуемых: полученная на основе принципа максимального правдоподобия оценка уровня подготовленности зависит лишь от общего количества выполненных заданий, и не зависит от уровня их сложности.

Двухпараметрическая модель Раша-Бирнбаума, в которой учитывается дифференцирующая способность тестовых заданий, лишена столь явного недостатка, но интерпретация самой дифференцирующей способности теста оказывается не столь однозначной (трудно решить, что влияет на величину этого параметра – качество подготовки испытуемых или качество самих тестов). Только в трехпараметрической модели Бирнбаума появляется новый параметр, учитывающий возможность случайного выбора правильного ответа в тестовых заданиях закрытого типа. На самом деле, этот параметр имеет фиксированное значение, которое зависит от числа дистракторов, а потому параметром модели, строго говоря, не является.

Все используемые модели тестирования плохи хотя бы уже тем, что не рассматривают тестирование как протекающий во времени процесс. Мы подходим к исследованию тестирования именно как процесса, и в качестве результатов тестирования фиксируем время выполнения каждого тестового задания, поскольку именно время выполнения является одновременно и мерой сложности задания, и мерой подготовленности испытуемого. Насколько нам известно, подобный подход в практике тестирования используется впервые.

СТРУКТУРА ЭЛЕКТРОННЫХ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИХ ПОСОБИЙ ПО КУРСУ «ОБЩАЯ ГЕОЛОГИЯ» И ОПЫТ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Попов Ю.В., Агарков Ю.В. Ростовский государственный университет popov.geo@mail.ru

Курс «Общей геологии», главной целью которого является рассмотрение основных особенностей протекания геологических процессов и их взаимосвязи, является базовом для всех геологических специальностей и, вместе с тем, одним из наиболее сложных. Достаточно отметить, что геология является, пожалуй, единственной естественнонаучной дисциплиной, не изучаемой в средней школе. Таким образом, студент-

203

первокурсник сталкивается с необходимостью в достаточно короткий срок освоить основы новой для него научной дисциплины с её терминологической базой и методологией. При этом сложность представляет не только объём материала, но и ряд специфических особенностей геологического знания. Среди таких особенностей в первую очередь следует отметить тесное сочетание теоретических и эмпирических методов и многообразие разнородных изучаемых объектов.

Систематическая работа учащихся обеспечивается применением рейтинговой системы обучения, при этом контроль знаний, проводимый на устных опросах – коллоквиумах, дополняется баллами за подготовку рефератов, докладов или электронных презентаций. Применение такой системы сделало необходимым подготовку методических пособий, обеспечивающих рациональную организацию самостоятельной работы учащихся и самоконтроля, знакомство с дополнительной литературой, а также содержащих обширный иллюстрационный материал, обеспечивающий знакомство с различными геологическими объектами и их особенностями. Одним из таких пособий является разработанное и внедрённое авторами (в версии на CD-R) электронное учебно-методическое пособие «Курс «Общая геология», построенное как система взаимосвязанных Web-страниц.

Это пособие включает в себя следующие главные разделы. Программа курса. Раздел содержит перечень тем, рассматриваемых в

курсе «Общая геология». Для каждой темы приводится список изучаемых понятий и положений, список дополнительной литературы и гиперссылок на ресурсы Internet, а также перечень тем для подготовки рефератов, докладов и презентаций.

Лекционный курс. Содержит развёрнутые конспекты лекций по всем изучаемым темам. Электронная форма пособия позволила дополнить тексты лекций большим количеством иллюстраций (цветные фотографии, схемы и пр.), что крайне важно для этого курса. Каждая из web-страниц лекционного курса связана с соответствующим контрольным модулем и перечнем дополнительной литературы.

Методическое пособие по подготовке курсовой работы. В данном разделе приводится перечень тем курсовых работ, сопровождающийся списком рекомендуемой литературы и гиперссылок, сведениями о методике подготовки работы, требованиями к её структуре, правилам оформления, поясняются критерии оценки работы. Использование это раздела позволяет учащимся начать подготовку курсовой работы с первых месяцев обучения.

Пособие по лабораторным работам. Содержит таблицы диагностических свойств минералов и горных пород, изучаемых в практической части курса «Общая геология», перечень рекомендуемых учебных пособий и дополнительной литературы.

Контроль знаний. Раздел включает контрольные вопросы по каждому из разделов курса.

204

Для студентов заочного отделения в пособии указан адрес электронной почты, на который они могут отправлять вопросы для получения консультаций, что вносит элемент дистанционного обучения.

Наряду с рассмотренным выше, в учебном процессе используется ещё несколько электронных пособий, в том числе пособие по практической части курса «Справочник-определитель минералов» и «Программа для тестового контроля знаний». «Справочник-определитель минералов» представляет собой «виртуальную» учебную коллекцию, включающую описательный блок с большим количеством фотографий изучаемых минералов, контрольный блок и справочник-определитель. Особое значение это пособие имеет для студентов заочного отделения, лишённых возможности систематической работы с учебной минералогической коллекцией.

Опыт применения электронных пособий показал их высокую эффективность, в первую очередь за счёт рациональной организации самоподготовки учащихся и возможности оперативного внесения корректив в учебные материалы.

Работа выполнена в рамках проекта РГУ по развитию и внедрению информационных технологий в процесс обучения.

ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА ВОЛГУ И ЕЕ РОЛЬ В ФОРМИРОВАНИЯ УНИВЕРСИТЕТСКОГО САМОУПРАВЛЕНИЯ

Попова Л.О. Волгоградский государственный университет lyudmila.popova@volsu.ru

Одной из проблем российского образования является эффективное управление ресурсами, которое в современной динамичной внешней и внутренней среде предприятия (организации) не может существовать без мощной информационной поддержки. Специфика объекта управления, которым является образовательная деятельность, и слабое развитие информационных систем в образовательной отрасли делают актуальной задачу разработки систем информационной поддержки управления образовательными ресурсами.

В вузах России отмечается устойчивый интерес к компьютерным интегрированным системам управления. На российском рынке информационных систем управления нет решения, готового к применению в системе высшего образования. Однако характерной особенностью вузов помимо индивидуальной специфики в системе управления является высокий научный потенциал. Поэтому в большинстве из них разрабатываются собственные информационные системы, реализующие различные методы управления. Обычно создаются отдельные модули, позволяющие автоматизировать основные виды деятельности (бизнес-процессы) вуза: финансовое планирование и бухгалтерский учет, учебный процесс, управление персоналом, подготовку внешней и оперативной отчетности,

205

документооборот. Как правило, подобные системы являются локальными, не адаптируемыми к изменяющимся условиям функционирования. Они не обеспечивают комплексную поддержку принятия решений в области анализа, регулирования и прогнозирования научно-образовательной деятельности, слабо ориентированы на информационные потребности студентов, преподавателей и других сотрудников вуза, не соответствуют принципам совместимости, открытости и масштабируемости.

В то же время традиционными проблемами вузовского управления являются:

• плохая адаптируемость к изменению условий функционирования; • ориентация на краткосрочные цели, отсутствие стратегического

планирования; • отсутствие системы принятия управленческих решений, нечеткость

управленческих процедур; • "провисание" ряда управленческих функций (контроль, долгосрочное

планирование); • неразвитость маркетинга образовательных услуг.

Многие руководители вузов России склонны винить в этих проблемах именно информационные системы, не принимая во внимание, что последние являются составной частью систем управления и поэтому соответствует другим ее составляющим: целям и механизмам, создавая вместе с ними системное целое.

Актуальными являются следующие вопросы. Соответствует ли имеющаяся ИС системе управления вузом? В каком направлении и как развивать ИС вуза?

По мнению ряда специалистов в области управления любая организация, в том числе и университет, в своем развитии проходит последовательно фазы жизненного цикла: младенчество, подростковый период, юность, зрелость, старость. Каждая фаза определяет специфические функции и структуры, в том числе – функции и структуру информационной системы. Однако в каждый момент времени в организации присутствуют в разной степени структуры почти всех фаз ее развития, что отражается и в структуре ее информационной системы.

Типы организационных структур университета определяются способами координации совместной деятельности:

Способы координации Тип оргструктуры Взаимное согласование Адхократия Прямой контроль Простая структура Стандарт процесса Механистическая бюрократия Стандарт результата Дивизиональная структура Стандарт

квалификации Профессиональная бюрократия

Идеология Тоталитарная

206

Главная из них, определяющая специфику университета, – основанная на стандарте квалификации профессиональная бюрократия, реализуется в полной мере только в фазе зрелости. В младенчестве для профессиональной бюрократии главным является взаимное согласование. Данный процесс возможен только в малых группах. По мере взросления организации осуществляется прямой контроль (в нашем случае ректората). Далее мы имеем стандарт процесса (примером является деятельность учебно-методического управления вуза), затем стандарт результата (самостоятельность факультетов), в зрелости – стандарт квалификации (самостоятельность профессорско-преподавательского состава), наконец, в старости – идеология (преданность фирме). Каждый тип организационной структуры основан на своей «родной» информационной системе, которая таким образом эволюционирует вместе с организацией.

Задачами информационной системы являются, во-первых, обеспечение функциональности структур текущей фазы развития и, во-вторых, способствование взращиванию следующих структур в «правильной» пропорции.

Настоящий период развития ВолГУ по ряду признаков можно отнести к фазе юности с ростками будущих и остатками прошедших фаз.

С другой стороны, наша информационная система уже исподволь работает на будущую, зрелую фазу развития, создавая необходимые условия и формы самоуправления.

Действительно, одной из определяющих характеристик зрелой фазы является институционализация (децентрализация и стандартизация) системы управления. В университете (профессиональной бюрократии) она принимает форму самоуправления.

Самоуправление – это участие всех сотрудников (и студентов) в управлении университетом, опосредованное – через представительство в органах управления и выборы руководителей и непосредственное – путем группового и личного участия в разработке и принятии управленческих решений. Необходимыми условиями самоуправления являются наличие институциональных форм группового и личностного участия и информационное обеспечение. Децентрализация управления требует создания информационной системы, позволяющей с одной стороны, руководству контролировать состояние самоуправляемых подразделений (сотрудников) взамен контроля действий получившего самостоятельность руководителя (сотрудника), с другой – самим самоуправляемым подразделениям и сотрудникам сравнивать свои показатели с аналогичными показателями коллег для повышения своей адаптивности.

К указанным инструментам управления можно отнести части Информационно-аналитической системы: электронную библиотеку документов, заполняемые и обрабатываемые в базе данных индивидуальные планы преподавателей, отчеты кафедр и факультетов, рейтинги.

Оценочные системы позволяют сравнить вклад подразделений и сотрудников в различные компоненты общего дела, представить целостную

207

картину состояния подразделений и, главное, способствуют формированию общих критериев и ценностей путем коллективной разработки показателей и коэффициентов их значимости. Трехлетняя апробации рейтинговой системы показала возможность количественных оценок качественной уникальности и неформализуемости.

Главное в децентрализованном управлении – координация общего и локальных центров управления, наличие механизмов формирования общественного мнения, консенсуса, корпоративных норм поведения, ценностей, профессиональной этики. Именно это характеризует степень зрелости организации, позволяя развивать стратегию организации.

К таким механизмам можно отнести сайт ВолГУ, объем которого превышает 1000 страниц (без учета ассоциированных полнотекстовых документов). Структура и информационный ресурс сайта дают возможность объемно в целом и подробно представить себе деятельность университета. А мониторинги общественного мнения посредством Интернет-опросов и Интернет-анкетирования представляют собой (пусть еще слабую) форму индивидуального участия в управлении.

Накопление научно-методических ресурсов в электронной библиотеке изданий, способствуя реализации основной функции, показывает издательскую активность профессорско-преподавательского состава и их приверженность корпоративным интересам.

Для упрощения и разнообразия виртуального общения между всеми участниками научно-образовательного процесса в 2004 г. создан портал с самоорганизующейся структурой.

Основу ресурсов портала, реализующее его главное функциональное назначение (предоставление информации) образует база данных полнотекстовых документов по научно-образовательной деятельности. Сама коллективная деятельность обеспечивается специальным способом размещения и доступа к информации.

Эта структура сейчас начинает наполняться ресурсами. Мы надеемся, что она в скором времени начнет активно эксплуатироваться. В случае успешности этого проекта, он может стать главным инструментом создания единого информационного пространства.

Число авторов информационных ресурсов нашей ИС превышает 500 человек, а пользователей – несколько тысяч.

Процесс формирования самоуправления во многом «стихиен». Корпоративная информационная система является его механизмом и одновременно индикатором: ее отсутствие сдерживает процесс, создание на раннем этапе не вызывает интереса. Но его отсутствие может свидетельствовать как о предельной централизации, так и о предельной децентрализации какой-то деятельности, практическом отсутствии координации и управления. Постепенное нарастание интереса обнаруживает, что в университете, независимо от существующих механизмов руководства идёт формирование инструментов самоуправления.

208

Перспективной задачей развития ИС является информационное обеспечение системы оценки качества подготовки специалистов – одного из главных условий перехода к фазе университетской зрелости. Решение этой задачи включает в себя формирование баз данных по направлениям и специальностям подготовки, создание формализованного описания всех бизнес-процессов вуза, создание системы комплексного оценивания, информационной поддержки децентрализованного финансового управления (оценки затрат и доходов по всем подразделениям, создание системы стимулирования и т.д.).

Рано или поздно на смену собственной ИС придет единая, отвечающая потребностям университета система, интегрированная в отраслевую ИС, которая к тому времени, надеемся, будет создана. Главное назначение сегодняшней ИС ВолГУ – создание единого информационного пространства как основы университетского самоуправления.

СРАВНЕНИЕ ФОРМАТОВ ПУБЛИКАЦИИ ТРЕХМЕРНЫХ ВИРТУАЛЬНЫХ СЦЕН В СЕТИ INTERNET В КОНТЕКСТЕ ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ (ОБЗОР)

Потий О.А. Ростовский государственный университет, ЮГИНФО opotiy@mail.ru

Введение Бурное развитие аппаратных и программных средств визуализации

трехмерных объектов и сцен, частично связанное с успехами игровой индустрии, позволяет применить имеющиеся в этой сфере наработки в процессе исследования и обучения. Погружение исследователя в синтетическую трехмерную среду позволяет более эффективно воздействовать на визуально-пространственные рецепторы и, как следствие, более точно представить предмет изучения, по сравнению с двумерными динамическими или статическими слайдами – пользователь сам может выбрать ракурс отображаемого объекта, приблизить или удалить его, поменять параметры освещенности или закраски.

В археологии, архитектуре древности и современности, аэродинамических исследованиях и визуализации полей методы виртуальной реальности с успехом применяются на практике. Рассмотрение виртуальной модели какого-либо объекта или явления в интерактивном режиме позволяют значительно уменьшить затраты на обучение специалистов, так как не требуется наличие самого объекта, что делает не нужным выезд исследователя непосредственно к предмету изучения или моделирование ситуации с использованием дорогостоящего оборудования. Кроме этого, такой распределенный характер визуализации дает возможность удаленно наблюдать за ходом исследования или эксперимента, просматривая

209

виртуальную модель объекта, синтезированную за многие километры от наблюдателя[1].

Существующие технологии создания виртуальной среды, такие как виртуальные телевизионные студии, камеры и площадки трехмерной среды, используются на корпоративном уровне и в большинстве своем не доступны рядовому пользователю. С другой стороны, в образовательном процессе, зачастую не требуется такого бескомпромиссного «погружения». В этих случая достаточно обойтись трёхмерным интерактивным изображением, отображаемым на плоскость монитора или проекционного экрана. При наличии специального оборудования и программного обеспечения можно получать стереоскопическое изображение на этих устройствах[2].

Наличие постоянно развивающегося Internet-сообщества со своей сетевой инфраструктурой, в свою очередь, позволяет разделить в пространстве серверную площадку с трехмерными сценами и пользователя их просматривающего. Таким образом, становится возможным использовать весь накопленный арсенал средств дистанционного обучения в совокупности с дистанционной визуализацией виртуальной модели.

Форматы представления трехмерных объектов Широко распространены несколько Internet-ориентированных

технологий создания виртуальных трехмерных сцен на потребительских рабочих станциях. В данном обзоре выделяется три средства – текстовые языковые форматы VRML[4] и 3DML[3], и бинарный формат Cult3D[6]. Принципиальная разница между этими форматами – способ описания трехмерных объектов в сцене. Форматы VRML и 3DML являются языковыми средствами, спецификация этих языков трехмерной разметки доступна для рядового пользователя. Формат Cult3D хранит описание сцены в виде бинарного файла. Структура этого формата пользователю не доступна. Работа с этими форматами предполагает наличие трёх инструментов и происходит в три этапа:

• Система моделирования виртуальной среды, в которой происходит создание трехмерной сцены в визуальном или невизуальном режиме. Как правило, такими системами являются широко распространенные пакеты трехмерного моделирования и анимации, такие как 3DStudio MAX, MAYA, Lightwave и т.д. Среда моделирования не обязательно является специализированным программным продуктом. Работать с текстовыми форматами VRML и 3DML возможно с помощью обычных текстовых редакторов. Фирмы и консорциумы, предоставляющие средства просмотра этих форматов, как правило, предлагают и текстовые редакторы с подсветкой синтаксиса. Однако следует отметить, что полноценно работать со сложными полигональными моделями порядка нескольких сотен граней без применения специальных средств моделирования невозможно. Для работы с форматом Cult3D кампания CYCORE, являющаяся

210

поставщиком этой технологии, предоставляет программные средства собственной разработки.

• Модуль экспорта виртуальной сцены из системы моделирования. После работы над трехмерным объектом в какой-либо среде трехмерного моделирования происходит подготовка итогового результата, который будет размещен в сети для просмотра и изучения. В ходе экспорта возможна оптимизация модели с целью уменьшения мелких и незначительных деталей объекта. После этого, как правило, сцену, полученную в результате моделирования, подвергают сжатию алгоритмами семейства gzip, что дает хороший результат при работе с текстовыми форматами. Все эти меры направлены на уменьшение времени загрузки трехмерной сцены пользователем, которое является довольно критическим параметром, если учесть, что объект, состоящий из нескольких тысяч полигонов, может иметь размер сотен килобайт или единиц мегабайт. При существующих технических условиях доступа к сети целесообразно выбирать детализацию объектов таким образом, чтобы размер одного объекта не превышал сотни килобайт. При использовании этих технологий в рамках Intranet-сетей или при наличии высокоскоростных каналов доступа этот параметр может быть существенно пересмотрен.

• Программа просмотра виртуальной сцены (броузер). Последним звеном в этой технологической цепочке является средство для визуализации сцены, описанной в файле вышеуказанных форматов. Для открытого формата VRML существует несколько модулей реализованных как plugin-компоненты для броузеров. Форматы 3DML и Cult3D являются собственностью кампаний-проихводителей и просмотрщики для них выпускают сами поставщики этих технологий. Наличие множества средств отображения языка VRML, с одной стороны, позволяет выбрать наиболее подходящее решение, что является несомненным достоинством этой технологии. С другой стороны фирмы-производители этих продуктов имеют свой взгляд на стандарт VRML’97 что приводит к их некоторой несовместимости между собой.

При описании любого формата виртуальных сцен, как правило, рассматривают набор геометрических примитивов, средства полигонального конструирования, способы текстурирования объектов и обеспечение их взаимодействия – как между собой, так и с пользователем. Эти компоненты являются характеристическими при классификации форматов и их сравнительный анализ является решающим фактором при выборе наиболее подходящего средства представления трехмерного объекта.

VRML Аббревиатура VRML обозначает Virtual Reality Modeling Language –

язык моделирования виртуальной реальности. Этот язык являлся одним из первых средств публикации трехмерных сцен в сети Internet. Изначально разработанный консорциумом Web 3D для отображения простейших

211

примитивов и не имеющий даже зачатков интерактивности в версии VRML 1.0, этот язык разметки виртуальной реальности получил свое развитие в версии VRML’97[4]. Дальнейшие разработки в этой сфере привели к созданию спецификации X3D[5].

В спецификации VRML’97 присутствуют средства программирования для обеспечения необходимой интерактивности и взаимодействия с пользователем, что позволяет создавать объекты со сложным поведением. Наличие в языке чувствительных к нажатию объектов-сенсоров даёт способ описания таких сценариев как открытие двери при нажатии на ручку и множества других поведенческих стратегий. Такая интерактивность позволяет иметь дело не только с внешностью объекта, но и с его внутренним динамическим содержанием, что является чрезвычайно важным при использовании такой трехмерной модели в образовательных целях.

Для описания трехмерных объектов, будь то стандартный геометрический примитив или сложная топологическая структура, этот язык использует иерархическую концепцию узлов. Для целей базисного геометрического моделирования в языке VRML реализован набор узлов-примитивов – простейших геометрических объектов, таких как куб или параллелепипед (узел Box), сфера (узел Sphere), конус (узел Cone), и т.д. Когда возможности примитивов и встроенных объектов исчерпаны, то обращаются к полигональным моделям. В большинстве случаев эти структуры являются единственным способом реализации замыслов дизайнера. В VRML есть ряд средств, позволяющих строить высокополигональные модели. Этих средств достаточно для создания модели любой топологической сложности. Однако описание полигоноёмких сцен требует большого объема данных, так как размер кода, описывающего вершины, нормали и текстурные координаты объекта, растёт быстрее, чем сложность объекта.

Одним из недостатков этого языка является то, что синтаксис VRML громоздок по своей структуре. Синтаксические конструкции для описания группировки, масштабирования и позиционирования обладают большой описательной возможностью и гибкостью в использовании, однако при их применении размер кода, представляющего объект, растёт. Из-за этого иногда бывает трудно осмыслить сцену в целом при анализе файла, так как описание сравнительно несложного объекта заключено в большом объёме вспомогательных узлов. Зачастую, VRML-код полученный на выходе системы трехмерного моделирования, нуждается в оптимизации. Это может представлять серьезную трудность для дизайнера, что потребует от него некоторой квалификации при работе с объектами на стадии моделирования и экспорта. Указанное обстоятельство делает создание качественных трехмерных Internet-приложений более трудоёмким, чем наполнение сайта двумерным содержимым.

Среди средств визуализации этого формата ведущую позицию занимает VRML-броузер Cortona[7] российской кампании Parallel Graphics. Это решение обладает хорошо развитым интерфейсом программирования, что

212

позволяет создавать полноценные трехмерные приложения с использованием компонентной модели VRML. Средства программирования поведения объектов при взаимодействии их с пользователем предоставляют множества возможностей для создания online-курсов и учебников, инструкций по эксплуатации.

3DML 3DML (3D Modeling/Markup Language) представляет собой HTML-

подобный язык разметки виртуальной среды, разработанный фирмой Flatland[3]. В 3DML моделирование сцены производится с использованием библиотек геометрических объектов реального мира, из которых составляется виртуальная среда. Идея подобной организации представления трехмерной сцены вполне естественна, поскольку некоторые объекты реального мира (предметы человеческого быта, архитектурные блоки и пр.) имеют часто повторяющийся характер и могут быть с легкостью описаны в некотором ограниченном множестве объектов с целью последующего использования.

Описание виртуальной сцены в этом формате осуществляется аналогично определению уровней лабиринтов в первых игровых программах – вся среда разделяется на слои по оси ОZ и каждая такая плоскость описывается в виде символов обозначающих какой-либо блок.

Технология 3DML полезна в тех случаях, когда требуется быстро создать объекты похожие на дома и детали скудного интерьера – для этого есть наборы блоков BASIC, содержащий в себе блоки для построения простейших строений, и INTERIOR, позволяющий создавать элементы интерьера комнат. Такой способ представления объектов позволяет создавать очень лаконично описанные сцены.

Однако если пользователь захочет создать геометрический объект выходящий за рамки стандартных наборов блоков это потребует создания пользовательского набора. Этот набор, содержащий произвольную геометрию, один раз скачивается с сервера, кэшируется на машине и может потом использоваться заново. Такое решение имеет как свои достоинства, так и недостатки. Использование произвольного набора блоков значительно расширяет возможности дизайнера, однако необходимо учесть, что каждому блоку на сцене отводится позиция с фиксированными размерами, что затрудняет построение сложных топологических структур. Кроме этого создание пользовательского набора блоков подразумевает некоторые ограничения связанные с жестко заданным наложением текстур и структурой самого формата блоков. Таким образом, дизайнер должен знать как язык 3DML, так и формат библиотек блоков, т.е. работать в неоднородной (в отличие от, например, языка VRML) среде.

Кампания Flatland пока не представила на рынок средство визуальной разработки 3DML-сцен, но структура формата довольно проста и позволяет вести разработку виртуальной сцены в обычном тестовом редакторе. Недавно разработчики этого формата добавили возможность написания сценариев для поддержки интерактивности при взаимодействии объектов с

213

пользователем, что существенно расширяет сферу применения этого языка трехмерной разметки. С помощью этого решения возможно создание виртуальных галерей, библиотек и реконструкций архитектурных объектов.

К сожалению, потенциал 3DML реализован не полностью. Отсутствие броузеров для формата сторонних разработчиков негативно сказывается на качестве просмотрщика самой кампании Flatland – Rover. Трудность интеграции произвольной геометрии и предустановленных наборов блоков уменьшает гибкость использования этой технологии. Возможно, положение улучшится в связи с переносом исходного кода Rover на открытую трехмерную платформу Ogre3D.

Cult 3D Данная технология создания виртуальных сцен в сети Internet пожалуй,

является одной из самых востребованных на рынке. Среди клиентов небольшой кампании CYCORE, которая является поставщиком этого решения, есть такие кампании и учреждения как CNN, Sony, NASA и пр. Визуализацию с помощью технологии Сult3D[6] можно назвать одной из лучших по проработанности качества трехмерного изображения и удобства просмотра. Виртуальные рекламные презентации и демонстрационные образовательные буклеты выполненные в этой среде обладают достаточной интерактивностью и подробной детализацией.

Этот формат хранения геометрических объектов является бинарным зашифрованным файлом, доступным только на чтение броузером трехмерных объектов Cult3D.

В отличие от предыдущих форматов работа над созданием трехмерных виртуальных сцен в этой системе содержит в себе еще один дополнительный этап – обработку полученного путем экспорта из системы моделирования промежуточного формата. Файл этого промежуточного формата обрабатывается в специальном пакете Cult 3D Designer где происходит наделение интерактивным поведением созданных объектов. Используя это приложение можно добавить чувствительные области к трехмерной сцене, при нажатии на которые будет запущена, например, анимационная последовательность. Работа с приложением построена на основе событийной модели, интуитивно понятной рядовому разработчику. Так же в систему можно добавить Java-код, который будет исполняться во время просмотра виртуальной сцены. На этом этапе в созданную виртуальную сцену можно добавить звуковые ролики.

После создания и тестирования полученной интерактивной сцены в этом приложении происходит преобразование промежуточного формата в файл, предназначенный для публикации в Internet. При этом преобразовании происходит компиляция геометрических и текстурных данных, Java-кода и звуковых фрагментов в один файл. Затем происходит его шифрование. Дальнейшее модифицирование этого окончательного результата невозможно.

Браузер для просмотра этого формата имеет открытый интерфейс, позволяющий управлять отображаемой моделью. С помощью этого

214

интерфейса поострен ряд трехмерных презентационных буклетов в рамках рекламных кампаний нескольких крупных корпораций [6].

Применение этого формата в целях дистанционного обучения даёт хорошие результаты. Процесс изготовления виртуальной среды с помощью инструментов компании CYCORE лишен необходимости ручной оптимизации кода, полученного на этапе экспорта из системы моделирования. Среда подготовки трехмерной модели к опубликованию может сама произвести необходимое упрощение топологии объекта. Разработка интерактивных сценариев для взаимодействия с пользователем производится в визуальном режиме, что выгодно отличает технологию Cult3D от первых двух форматов. Однако необходимо отметить, что авторы этой технологии нацеливались, прежде всего, на корпоративный сегмент, что во многом объясняет коммерческий характер этого решения.

Заключение Рассмотренные решения для создания трехмерных сцен для Internet

позволяют говорить о возможности применения виртуальных объектов в образовательных целях. Подводя итог сравнительного анализа трех технологий можно сказать, что 3DML подходит, прежде всего, для описания архитектурных объектов и интерьеров виртуальных сетевых галерей; сферой применения Cult3D является визуализация отдельно взятых объектов; VRML является универсальным языком и, при правильном использовании может решить как задачу визуализации всего пространства, так и отдельных объектов.

Список литературы 1. Ян Фостер, Джозеф Инсли, Удаленная визуализация, "Открытые

системы", 11-12, 1999 2. Aleshin A., Afanasiev V., Baygozin D., Baturin Y., Bugaev A., Burlakov S.,

Goebel M., Dolgovesov B., Zhirnov A., Klimenko S., Mikhayluk M., Nikitin I., Nikitina L., Reiser M., Slobodyuk E., SR1: Virtual environment visualization system for the tasks of space exploration: Current status, In proceedings of Graphicon’2004, MSU, 2004

3. 3DML (3D Modeling Language) specification. Flatland, www.flatland.com, 2003

4. VRML97 Functional specification and VRML97 External Authoring Interface (EAI) International Standard ISO/IEC 14772-1:1997 and ISO/IEC 14772-2:2002 ISO/IEC 14772-1:1997 and ISO/IEC 14772-2:2002, www.web3d.org, 2000

5. X3D framework & SAI — ISO/IEC FDIS (Final Draft International Standard) 19775:200x, www.web3d.org, 2003

6. Technical white paper, Cult3d. Cycore, www.cult3d.com, 2004 7. Parallel Graphics, www.parragraph.com, 2004

215

АКТИВИЗАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ РЕСУРСОВ ПО ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЮ МЕСТОРОЖДЕНИЙ НЕФТИ И ГАЗА ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ

Прозорова Г.Н. Ростовский государственный университет, геолого-географический факультет totmago@bk.ru

Самостоятельная работа студентов требует доступа к информации, средствам использования информации для выполнения расчетов, анализа данных, получения новых знаний (при выполнении заданий по лабораторным и практическим работам, написании курсовых и дипломных проектов, работе над научными вопросами).

Технологии и процедуры доступа и использования информации различных уровней и видов - для решения задач самостоятельной работы, возможно считать активизацией информационных ресурсов, к которой относится и создание их новых блоков. Путеводителем служат учебные пособия по информационным ресурсам по нефтегазовой геологии, разработанные на кафедре «Геология нефти и газа».

Тематические информационные ресурсы (по нефти и газу, по горючим ископаемым в целом) различаются по видам, уровню объектов информации; видам, формам, форматам исходных данных, информационным технологиям их создания и использования.

Основными разработчиками и держателями тематической нефтегазовой информации (а также данных по недропользованию в целом) являются Федеральные информационные центры, корпоративные блоки, информационные отделы научно-исследовательских организаций, региональные информационные центры.

В Государственном Банке цифровой геологической информации (ГБЦГИ) - по видам информационных ресурсов различают: Базы данных фактографической информации (БД), Банки данных (БнД), Базы знаний (БЗ), Банки моделей (БМ), Цифровые карты – пространственные данные и объекты (ЦК), Цифровые атласы (ЦА), ГИС-проекты (интеграция фактографических данных и пространственных объектов), Автоматизированные архивы (АА), Цифровые отчеты (ЦО). Эти виды ресурсов содержат огромную информацию, доступную для использования. Среди них - Нефтяной банк (более 2000 месторождений нефти и газа РФ и СНГ – основные сведения по каждому из них); Центральный банк данных геолого-экономической информации (нефть и газ) - сведения о перспективных площадях; объектах, подготовленных к глубокому бурению (год и метод полготовки. площадь. состояние объекта. ресурсы СЗ); поисковых площадях; месторождениях в разведке и разработке (поисковое и разведочное бурение. год открытия. тип флюида). Базы и банки данных по регионам (Волго-Уральскому, Прикаспийскому, Западно-Сибирскому и др.).

Создана «Система информационно-аналитического обеспечения недропользования» (ВНИИГеосистем).

216

Среди ГИС-проектов – корпоративные ресурсы (Лукойл) - Нефтегазовая отрасль России и мира; разделы: ресурсы - добыча-транспортировка – переработка - потребление. Уровни пространственного обзора: Мир в целом, регионы, Россия, районы интересов корпорации. Информационные системы учета, хранения, доступа и анализа данных нефтегазовой компании.

ГИС-система «Химия нефти»; база данных по химии нефти объектов: нефтегазоносных провинций, областей, районов, месторождениий; физико-химические свойства нефти: плотность, вязкость, температуры застывания и начала кипения, содержание общей серы, твердого парафина, силикагелевых смол, асфальтенов, фракции начала кипения (Н.К.) 200-300 град С; групповой состав УВ во фракциях 200 и 200-300 град. С; кислородные соединения нефти, содержание металлов, результаты элементного .

Представлены сайты авторитетной информации по нефти и газу; они регулярно обновляются. Приводятся списки опубликованных данных из БД, анализ БД, метаданные БД и ГИС-проектов.

Фактографические данные доступны в локальных БД; в распределенных БД, размещенных в Internet – посредством многих СУБДов, интерфейса ODBC.

Доступ к пространственным данным можно выполнить из ГИС-систем (CAD-систем), которые используют файловый способ и собственные форматы для хранения данных. Для решения задач создания и использования ГИС-проектов по нефти и газу зачастую применяются технологии разных производителей, использующие различные форматы хранения данных. Ведущие ГИС-технологии (ArcGIS ESRI, Intergraph Corp., Laser-Scan, MapInfo Corp., Autodesk Corp., GeoGraph) работают с большим числом форматов, способны интегрировать разноформатные пространственные данные.

Пространственные данные могут размещаться в СУБД Microsoft Access, Microsoft SQL Server. Интерпретация данных в них осуществляется специальным приложением, которое адресует их соответствующим геометрическим объектам с координатами, содержит описание связей между объектами.

Последние версии СУБД Oracle содержат модуль хранения пространственных объектов (с их пространственными данными) Oracle Spatial, действующий по специально разработанному стандарту хранения пространственных данных. Многие разработчики ГИС-технологий сейчас переходят на поддержку хранения данных в СУБД Oracle. Это обеспечивает стандартизованный, унифицированный доступ к пространственным и семантическим данным через SQL. Oracle Spatial обеспечивает хранение в БД пространственных объектов, а не наборов данных. Обращаясь к Spatial, приложение работает не с данными, которые приходится интерпретировать в геометрическую фигуру, а непосредственно с геометрической фигурой. Oracle Spatial обеспечивает целостность данных, преобразование системы координат и другую базовую логику. Это существенно упрощает работу с пространственными данными, интеграцию различных приложений и

217

разработку информационных объектов. Моделирование нефтегазогеологических объектов, в том числе объемные модели залежей, нефтегазоносных бассейнов (рис.); подготовку параметров для подсчета запасов и количественной оценки прогнозных ресурсов студенты могут выполнять средствами отечественного программного комплекса DVanalysis, установленного в вычислительном кабинете кафедры.

Рис. Объемная модель горизонтов нефтегазоносного бассейна.

ОРГАНИЗАЦИЯ ДИАЛОГА СУБЪЕКТОВ КОМПЬЮТЕРНОЙ СРЕДЫ НА ПРЕДМЕТАХ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНОГО ЦИКЛА

Ребро В.В. Волгоградский государственный педагогический университет rebro@vspu.ru

Ориентация современного образования на личность ученика требует использования соответствующих подходов, позволяющих выйти на личностный уровень взаимодействия между субъектами учебного процесса, перенести изучаемый материал в сферу интересов ученика, реализовать его способности. Технологией, позволяющей организовать учебный процесс на таком уровне, является диалог.

Одной из особенностей организации диалога между учащимися и учителем является множественность его результата, неоднозначность решения поставленной проблемы. Такой диалог возможен при изучении гуманитарных предметов, когда каждый ученик на основе изученного материала имеет возможность сделать определенные (собственные) выводы, сформировать к нему свое отношение, что и будет являться для него лично результатом изучения данного материала.

При изучении естественнонаучных дисциплин существует меньше возможностей, чем на материале гуманитарных предметов, для реализации

218

диалога, т.е. для получения множественного результата обсуждения проблемы. Как правило, для естественно-научных дисциплин результат решения учебной задачи не вариативен. В процессе организации ситуаций диалога мы ставили проблему таким образом, чтобы ее решение пересекалось со сферой интересов учеников. В таких ситуациях результат диалога может быть неоднозначным, поскольку решение одной и той же проблемы с разных точек зрения может иметь различный результат. Это не относится к тому учебному материалу естественно-научных дисциплин, который ученикам необходимо усвоить по стандарту, поскольку он обязателен к усвоению в конкретном определенном виде. Однако если рассматривать результат изучения темы не просто как усвоение каких-либо законов или правил, но и формирование у учащихся к ним своего отношения, рассмотрение их применения в повседневной жизни, решении на их основе жизненных задач, и, таким образом, принятие учеником важности их изучения – это и будет целью диалога при изучении естественно-научных дисциплин.

В реализации диалогических ситуаций на предметах естественно-научного цикла компьютеры играют особую роль, поскольку именно благодаря их применению значительно расширяется сфера общения учащихся, а также набор взаимодействующих друг с другом субъектов учебного процесса. Но компьютер – это лишь инструмент, при помощи которого достигается ожидаемый (а в случае диалога – возможно и не ожидаемый) результат, и для достижения этого результата необходимо создать определенные условия. Мы выделяем следующие условия диалога, отражающие специфику обучения в компьютерной среде, ориентированной на личность учащегося:

1. Обеспечение внутреннего и внешнего диалогов учащихся. Диалог происходит между двумя людьми, каждый из которых развивает свою смысловую позицию, и как взаимодействие двух точек зрения одного лица. Таким образом, диалог можно разделить на внешний (когда точки зрения принадлежат разным говорящим) и внутренний (когда различные точки зрения принадлежат одному и тому же говорящему).

2. Психологический комфорт учащихся в диалоге, что предполагает субъект-субъектную основу взаимодействия, эмпатийные отношения, использование образовательных программных продуктов, позволяющих ученику выбирать в компьютерной среде свою образовательную траекторию, избегать негативного влияния компьютеров на физическое и психическое здоровье.

3. Глубина диалога, характеризующая отрезок времени в прошлом и прогноз о будущей включенности в диалог его субъектов.

4. Соответствие цели организации диалога мотиву вступления в него ученика. Целью диалога является создание ситуации межличностного диалогического взаимодействия, в которой учащиеся «забывают» о дидактических условностях (урок, отметка, учитель, ученик, предмет) и обретают возможность действовать творчески, т.е. проявлять себя на

219

личностном уровне. Поэтому компьютерная среда должна быть построена с учетом максимального приближения к потребностям, возможностям, особенностям ученика.

5. Диалогичность содержания. Должна существовать принципиальная возможность рассмотрения учебного материала с альтернативных точек зрения, выработки у учащегося личностного отношения, использования личностного опыта. Ученик не должен оставаться в компьютерной среде сторонним наблюдателем или человеком, просто нажимающим на кнопки; ученик – часть среды, принимает в ней какую-то точку зрения и с этой точки зрения управляет ею.

6. Готовность учебной ситуации и ее участников к диалогу. Готовность учащихся к взаимодействию с другими субъектами компьютерной среды проявляется как способность к выполнению личностных функций, мерило сформированности интеллекта, высших психических функций при обучении в компьютерной среде, определяет отношение к деятельности, являясь показателем уровня внешней и внутренней мотивации и т.д.

7. Целесообразность включения в учебный процесс диалога, опосредованного компьютером. Реализуя межсубъектный диалог в компьютерных средах, необходимо исходить из соображения его уместности и дидактической целесообразности в каждый момент взаимодействия.

8. Отношение к компьютеру как квазисубъекту диалога. За «интеллектом» компьютера стоит реальный интеллект создателей компьютерных систем. Как основной элемент среды компьютер обеспечивает связь субъектов, играя не только пассивную роль посредника, канала связи, но и принимая на себя часть функций субъекта (при этом им не являясь) и объекта учебного процесса.

Становление субъектной позиции ученика в компьютерной среде приводит к тому, что выделенные условия межсубъектного диалога в такой среде эволюционируют, реализуясь по-разному и в разной степени на протяжении всего процесса обучения. В связи с этим мы выделяем пять типов ситуаций межсубъектного диалога в компьютерной среде: освоения непосредственного общения в такой среде; освоения методов общения посредством компьютерной речи; освоения опосредованного диалогического взаимодействия с создателями электронных образовательных ресурсов; освоения межсубъектного диалога, ориентированного на продуктивную учебную деятельность в компьютерной среде; освоения телекоммуникационного межсубъектного диалога. Рассмотрим примеры создания таких ситуаций.

Пример 1. Сравнение алгоритмов построения графиков на бумаге и на компьютере (с использованием среды MathCAD).

Ведущая цель организации межсубъектного диалога: овладение школьниками компьютером как средством учебной деятельности в компьютерной среде, формирование навыков компьютерной речи.

Реализуемые связи: ученик-учитель (в непосредственном и опосредованном общении учитель объясняет учащимся, как использовать

220

компьютерные инструменты, посредством компьютерных инструментов ученики решают поставленные задачи и выражают решение, используя компьютерную речь; внутренний диалог с собеседником, представляющим учителя, опосредованный компьютерными инструментами), ученик-ученик (задания, требующие от ученика изучения компьютерной речи, побуждают его к ведению внутреннего диалога), ученик-другой ученик (в процессе решения поставленных задач ученики, изучая компьютерные инструменты, вступают в опосредованное компьютерной речью, возникающей при использовании этих инструментов взаимодействие друг с другом), ученик-создатели электронных образовательных продуктов (ученик ведет опосредованный компьютером внутренний диалог, реализуемый как диалог с «не-Я», представляющим создателей электронных образовательных продуктов, который выражается во внешней компьютерной речи при использовании компьютерных инструментов).

Критерии достижения ведущей цели ситуации: учащийся умеет использовать среду MathCAD как инструмент преобразования числовой информации и редактор Microsoft Word для преобразования информации текстовой, использует их для опосредованного взаимодействия с учителем и другими учениками; переносит полученные в компьютерной среде умения и навыки преобразования информации в учебную деятельность.

Cодержание учебной работы состояло не в том, чтобы научиться строить графики в MathCAD, а чтобы овладеть специфической компьютерной речью, средствами которой осуществляется решение задачи и реализуется представление результатов решения.

Пример 2. Создание справочника по химическим элементам (по химии и географии).

Ведущая цель организации межсубъектного диалога: создание исследовательских групп разного типа, переход от управляемой предметно-учебной к самостоятельной продуктивной деятельности в компьютерной среде.

Реализуемые связи: ученик-учитель (внешний непосредственный диалог, осуществляемый в процессе консультаций по отбору и анализу материала; внешний опосредованный компьютерной речью диалог; внутренний диалог с собеседником, представляющим учителя); ученик-ученик; ученик-другой ученик (внешний непосредственный диалог, осуществляемый при коллективном решении поставленных задач; внешний опосредованный компьютерной речью диалог, осуществляемый при взаимодействии учеников друг с другом с использованием компьютерных инструментов; внутренний диалог с собеседником, представляющим ученика), ученик-создатели электронных образовательных продуктов; ученик-специалисты в предметных областях (выступают консультантами в отборе материала и средств разработки).

Критерии достижения ведущей цели ситуации: у учащегося выработана система отношений с партнерами по совместной деятельности, система

221

требований к продуктам совместной и индивидуальной деятельности в компьютерной среде.

Таким образом, реализация межсубъектного диалога в компьютерной среде позволяет преодолеть замкнутость учащихся на уроках информатики, обеспечивая их взаимодействие друг с другом и другими субъектами такой среды; перейти от простого изучения компьютерных инструментов к изучению их возможностей для решения конкретных предметных задач; эффективно реализует межпредметные связи.

АНАЛИЗ АУДИТОРНОГО ФОНДА ФАКУЛЬТЕТА ВЫСОКИХ ТЕХНОЛОГИЙ В СРЕДЕ BUSINESS OBJECTS

Редичкина Т.А., Кислица Н.С. Ростовский государственный университет, факультет высоких технологий decanat@fvt.rsu.ru

Одной из проблемных задач управления учебным процессом на факультете высоких технологий является необходимость анализа аудиторного фонда с целью повышения эффективности его использования. Особенно она усложняется в случае необходимости организации динамического перераспределения аудиторий при известных ограничениях на количество аудиторий, площади, количество мест, доступ и т.п. Указанные и другие характеристики, в том числе, характеристики контингента учащихся, расписания, учебные планы, сформированные потоки, обычно доступны для анализа и накапливаются в соответствующих базах данных. Поэтому актуальной является задача создания информационно-аналитического интерфейса (ИАИ) для повышения эффективности управления учебным процессом за счет обеспечения сотрудников деканата информационной поддержкой при текущей корректировке размещения учебных занятий в аудиторном фонде факультета.

Предлагается построение ИАИ с применением программных продуктов компании Business Objects – ведущего мирового производителя средств доступа к данным, OLAP и отчетности. Эти средства включают полный набор модулей и компонент для развертывания систем информационной поддержки принятия решений и оперативной аналитической обработки любого масштаба.

Важной особенностью данного решения является использование полностью интегрированного рабочего места пользователя, сочетающего возможности создания регламентных отчетов для автоматического периодического обновления с интерактивным исследовательским режимом анализа. Формирование запросов в терминах предметной области, в частности, аудиторного фонда, их исполнение, интеграция данных из разных источников, просмотр данных с возможностями детализации и обобщения и

222

построение полноценных отчетов как экранных, так и печатных, проводится полностью в рамках одного интегрированного приложения.

Business Objects позволяет получить доступ к данным с помощью большого диапазона источников данных, при этом, имеется возможность использовать: реляционные базы данных (RDBMS), такие как Oracle, Microsoft SQL Server и Informix, многомерные (OLAP) базы данных, такие как Microsoft OLAP Server, текстовые файлы и таблицы, интегрированные приложения, такие как SAP, действительно любые источники данных, используя процедуры Microsoft Visual Basic for Applications (VBA).

Доступ к данным организуется через пользовательский интерфейс, не требующий знания структуры баз данных. Поэтому с Business Objects можно создавать сложные отчеты, содержащие данные из корпоративных баз данных и данные из персональных электронных таблиц, текстовых файлов и т.п. В процессе решения задачи оптимизации аудиторного фонда, необходимо:

- Определять границы анализа, которая используется позднее для анализа в отчёте.

- Ограничить результаты запроса информацией, соответствующей некоторым условиям.

- Сортировать данные, например, по алфавиту. - Получить заданное число строк информации. - Удалить повторяющиеся строки информации из результата запроса. Все вышеперечисленные задания без проблем выполняются

пользователями без технической подготовки. В контекстной помощи представляется информация о более сложных заданиях для запроса, разработанных для опытных пользователей. Например, опытные пользователи могут создавать свои собственные объекты. Анализ означает рассмотрение данных с разных точек зрения и на разных уровнях детализации. В отчёте можно «гиперкубировать» данные, что означает реконструирование отчёта для анализа информации с другим подходом. Есть возможность также работать в режиме детализации, который позволяет вам отображать данные всё с большей степенью детализации. «Границы анализа» позволяют определять подмножество данных, возвращаемое запросом, которое будет использоваться для анализа в соответствующем отчёте.

Таким образом, предлагаемый подход к анализу аудиторного фонда факультета высоких технологий в среде Business Objects позволяет организовать эффективный поиск варианта использования аудиторного фонда факультета в интерактивном режиме.

223

НЕКОТОРЫЕ ПРИНЦИПЫ РАЗРАБОТКИ ОБОЛОЧЕК ДЛЯ ЭЛЕКТРОННЫХ УЧЕБНИКОВ

Рубанчик В.Б. Ростовский государственный университет, факультет высоких технологий rvb@aaanet.ru

Обучающие программы имеют историю, насчитывающую уже не один десяток лет, за которые пройдено несколько стадий развития. Последний по времени этап начался в конце прошлого десятилетия, когда технологии Интернет вышли за первоначально предназначавшиеся им пределы, и во многом стали определять принципы разработки программного обеспечения вообще. В частности, в области обучающих программ это отразилось не только на появлении систем обучения, построенных на базе WWW (e-learning), но также и на том, что браузеры стали основным средством пользовательского интерфейса даже в случаях, когда программа запускается с локального диска. Электронные учебные курсы все более превращаются в связанные между собой совокупности веб-страниц и поэтому даже разговоры об обучающих "программах" стали казаться странными. Действительно, в классическом понимании веб-страницы выглядят скорее как информация, чем программы (а программой, "потребляющей" эти данные, является браузер).

Использование браузеров дает очевидные преимущества. Гиперссылки упрощают реализацию навигации, а возможность встраивать в веб-страницы разнообразные мультимедийные элементы является основой для отображения любых по сложности учебных материалов. С позиций педагога создается обманчивое впечатление, что все технические проблемы для создания учебных курсов решаются успешно и просто. Помимо некоторой эйфории, которой страдают некоторые начинающие авторы электронных учебников (ЭУ), Имеется достаточно большое число трезвых публикаций, в которых приводятся данные о том, что ЭУ пока не дают предполагавшегося эффекта. Реальная ценность учебников определяется той пользой, которую они могут принести учащимся, а не тем удовольствием, которое они доставляют педагогам. Поэтому перечисленные выше технические решения, хотя и важны, но еще "не делают погоду".

Так как не существует ни одной преобладающей теории, то при создании ЭУ имеет смысл руководствоваться рекомендациями, почерпнутыми из выводов разных ведущих школ: бихевиоризма, конструктивизма и когнитивной науки. Ниже описываются некоторые самые общие принципы, на которых строятся разработки оболочек ЭУ в лаборатории адаптивных компьютерных технологий и обучающих систем РГУ.

Известно, что с психологической точки зрения процесс восприятия информации с экрана сильно отличается от традиционного процесса чтения книг. Поэтому электронные учебники принципиально не могут быть

224

оцифрованным вариантом обычной книги, и добавление анимаций и интерактивных тестовых вопросов также не решает всех проблем.

В когнитивной психологии предлагается структурная модель памяти человека, в которой выделяются кратковременная (рабочая) и долговременная память. Информация от органов чувств поступает в кратковременную память, где из нее выделяется та часть, которая оценивается как существенная. Отфильтрованная информация далее передается в долговременную память, где включаются механизмы длительного запоминания. Объем перемещаемой в долговременную память информации определяется качеством и глубиной обработки в рабочей памяти. Чем глубже обработка, тем больше ассоциаций, соответствующих новой информации, формируется в памяти.

В 1956 году американский психолог Дж. Миллер сформулировал правило "7±2", из которого вытекало, что объем кратковременной памяти (КП) любого человека ограничен одним и тем же небольшим числом (от 5 до 9) смысловых единиц, а различие между новичком и экспертом состоит в смысловых "размерах" этих единиц. Если человеку предлагается ситуация, в которой он должен одновременно обрабатывать большее число единиц информации, то часть полезной информации неизбежно будет теряться, а, значит, становится меньше шансов для осмысленного запоминания. Очевидно, что этот факт нельзя игнорировать при разработке ЭУ.

Во-первых, нужно ограничить объем информации, одномоментно предлагаемой учащемуся. А это означает, что для ЭУ нужно специальным образом структурировать учебные материалы.

По нашему мнению, эта структуризация должна обеспечивать постраничное представление материалов, где под страницей понимается один кадр экрана. Это означает, что "длинные" страницы должны быть исключены полностью, т.е. необходимость в прокрутке страниц возникать не должна (человечество давно отказалось от свитков в пользу книг, сброшюрованных из отдельных листов).

Отметим еще один момент, понятный каждому пользователю компьютера. После прокрутки страницы, прежде чем продолжить знакомство с материалом, требуются усилия, чтобы найти, где пролегает "граница" между предыдущим и новым экранами. А это неизбежно ведет к рассеиванию внимания. Поэтому поэкранная организация учебных была принята, как важнейший принцип представления учебных материалов.

Чтобы обеспечить дозированное представление информации, оболочка электронного учебника должна реализовывать соответствующую систему навигации. Система навигации любого ЭУ опирается на его организацию. С учетом требований постраничного просмотра, логичной является иерархия следующих структурных элементов "модуль – урок – страница". Из рекомендаций школы бихевиоризма, что подавать учебные материалы следует небольшими порциями с немедленным контролем усвоения, количество страниц в уроке должно быть небольшим (по нашему опыту в среднем около 15 страниц).

225

Управления навигацией разбивается на две составляющие. Одна из них выступает в роли оглавления курса и дает возможность выбирать модули и уроки из этих модулей. Вторая связана с перемещениями по страницам внутри урока. Так как последовательный просмотр страниц наиболее вероятен, то учащемуся предлагаются кнопки "Следующая/предыдущая страница". Однако, если ограничиться только этими кнопками, то свобода действий учащегося будет стеснена, что противоречит идеям конструктивизма. Многие из нас любят сначала заглянуть в конец главы или даже книги, чтобы лучше понять, о чем идет речь. Чтобы не препятствовать инициативе учащихся, им предоставляется возможность перемещаться по страницам в произвольном порядке.

Второе следствие ограниченности объема КП нужно отнести к правилам компоновки страниц. Информация на странице должна быть четко визуально структурирована, а количество структурных элементов не должно превышать пяти. Сами структурные элементы могут иметь разную природу (текст, статические и анимированные изображения, интерактивные java- или флэш-апплеты и т.п.). Их допустимые сочетания — предмет отдельного и сложного разговора.

Аккуратность требуется даже при разработке простых текстовых элементов. Так как чтение текста с экрана происходит в 1,5–2 раза медленнее, чем с листа, то, очевидно, что объем предлагаемых словесных описаний должен быть приблизительно в два раза меньше, чем это было бы в обычном учебнике. Кроме того, текст должен быть разбит на небольшие абзацы, которые визуально должны быть четко разделены друг от друга. Каждый абзац нужно рассматривать как отдельный элемент структуры.

Ясно, что фрагментация учебных материалов не может быть механической, более того, она должна основываться в первую очередь на смысловом содержании. Достаточно большой опыт разработок нашей лаборатории по разной тематике показывает, что при разрешении 1024*768 (наиболее распространенном в настоящее время) экранного пространства вполне хватает и для представления содержательных единиц информации, и для отображения служебных элементов оболочки ЭУ.

Тем не менее, "прокрустово ложе" страницы урока (фрейма окна) может не всегда соответствовать необходимому логичному размеру фрагмента учебного материала. Но для большинства случаев можно предложить простое и достаточно эффективное решение, состоящее в поэтапном погружении учащегося в материал. Сначала обучаемому предлагается сжатое представление, в котором визуализируются только самые необходимые для понимания излагаемого фрагмента факты, формулировки, иллюстрации и т.п. Более сложная для понимания часть материала, например, выводы формул, в это время скрыта. Для ее "раскрытия" пользователю предлагаются специальные элементы управления в виде переключателей, которые позволяют отобразить/скрыть дополнительное содержание страницы. Дополнительный материал может предлагаться в отдельном всплывающем окне. Но техника разработки веб-страниц позволяет раздвигать элементы

226

веб-страницы и вставлять между ними новые. Благодаря этому, например, на странице может присутствовать кнопка "Показать/скрыть вывод формулы", при нажатии которой фрагмент отображается или скрывается.

Основной смысл этого приема состоит в том, что при первом знакомстве с содержанием страницы превышения возможностей кратковременной памяти не происходит. А при повторном рассмотрении ставшие уже знакомыми блоки информации логически объединяются, "укрупняются", а потому их число становиться меньшим. В результате углубленное изложение материала воспринимается обучаемым более легко, чем, если бы оно было предложено с самого начала.

Это отвечает еще одному требованию школы бихевиористов: уровень сложности материала должен соответствовать уровню подготовки учащегося так, чтобы последний смог понять его и соотнести с другими своими знаниями, иначе неизбежно произойдет потеря стимулов к обучению. Если обсуждение очередного вопроса в электронном учебнике, начинается со сжатого, облегченного изложения, то это способствует пониманию основных идей всеми учащимся.

Описанные принципы разработки оболочек ЭУ прошли проверку в ряде проектов, в том числе и международных.

ПРОБЛЕМЫ СОЗДАНИЯ АДАПТИВНЫХ ОБУЧАЮЩИХ ОБЪЕКТОВ

Рубанчик В.Б., Тараскина М.А. Ростовский государственный университет, факультет высокий технологий rvb@aaanet.ru, masha@rambler.ru

Мультимедийные персональные компьютеры и системы электронных коммуникаций коренным образом изменили представления о возможностях обучения с помощью компьютерных технологий. Однако техническая база, открывшая широкий доступ к информации, как и получаемая информация, еще не решают проблему эффективного обучения. Известному специалисту Д.Мерриллу принадлежит точное замечание, что информация сама по себе не учит. Из этого можно сделать вывод, что обучающие программы должны выполнять действия гораздо более сложные, чем презентация информации.

Быстрые изменения в технической базе привели также к тому, что наработки старой педагогики могут быть использованы только в ограниченных масштабах, а новые методики, естественно, находятся еще на стадии исследований. Наряду с этим, уже имеется громадный спрос на электронные учебные ресурсы, что требует доведения их разработки до уровня промышленных масштабов.

Проблемы производительности труда, сборки и модификации сложной продукции возникают в разных областях и обычно решаются за счет модульного построения и стандартизации компонентов изделий. Очевидно, что хотя такой подход механистичен, а учеба — область тонкая и

227

индивидуальная, упомянутую идею можно попытаться перенести и на разработку обучающих программ. Надежды на успех основываются на имеющемся опыте — преобладающая в мире, достаточно успешно используемая уже более ста лет система массового образования является примером переноса в сферу образования принципов поточного (т.е. обезличенного) промышленного производства, включая стандарты. Несмотря на свойственную машинам прямолинейность, компьютерные системы обучения имеют гораздо больше возможностей для приспособления к требованиям или пожеланиям отдельных учащихся, чем это предоставлялось традиционной школой. Одним из путей объединить принципы модульного построения с идеей индивидуализации обучения можно с помощью технологии обучающих объектов (ОУ, learning objects) с адаптивными возможностями.

История обучающих объектов насчитывает десять лет, но идея все еще можно назвать сырой, и уже накоплены серьезные противоречия. В частности, ряд специалистов утверждает, что решающую роль в возникновении идей ОУ сыграли успехи объектно-ориентированного программирования (ООП). Другие говорят наоборот, что обучающие объекты с идеями ООП имеют мало общего. Действительно, попытки прямого переноса основополагающих принципов ООП в область обучения натолкнулись на серьезные и обоснованные возражения. Однако, наряду с этим, ведется интенсивное развитие нескольких очень крупных проектов. В частности, ряд государственных и международных организаций (IEEE, IMS, ARIADNE и др.) плодотворно работает над созданием стандартов, призванных обеспечить переносимость, интероперабельность и повторное использование учебных модулей — качеств, которые могут обеспечить серьезный экономический выйгрыш.

Для целей нашего рассмотрения определим ОУ как относительно небольшой, предназначенный для многократного применения цифровой учебный ресурс, который реализует самодостаточный и идентифицируемый фрагмент учебного процесса. Об адаптации в приложении к ОУ можно говорить в двух смыслах.

Во-первых, один из важных провозглашаемых принципов ОУ — это педагогическая нейтральность, которая должна обеспечить применение одних и тех же объектов в контекстах разных учебных курсов разных авторов. Очевидно, что абсолютная нейтральность — заведомо непрактичная идея. Неизбежно возникает необходимость адаптации "нейтральных" ОУ к конкретным целям, т.е. настройка объектов.

Во-вторых, адаптацию (персонализацию) объектов можно понимать как процесс динамического варьирования учебного процесса в зависимости от таких особенностей учащегося, как быстрота выполнения действий, прежние достижения, его цели, индивидуальный стиль учения или предпочтения в формах представления информации.

В настоящее время выпущенные разными группами стандартизации рекомендации по разработке обучающих объектов пока охватывают в

228

основном лишь проблемы взаимодействия целых объектов. При этом автор, желающий воспользоваться готовым объектом, к внутреннему устройству объекта законного способа доступа не имеет. Это является существенным ограничением, так как нельзя реализовать такие преимущества ООП, как наследование и полиморфизм.

Когда речь идет об ОУ с адаптивными возможностями, то концептуальная неделимость объектов оставляет только один путь для персонализации — автору нужно для каждого типа учащихся создать отдельный вариант объекта. Нетрудно убедиться, что недостатки этой методики весьма велики.

Во-первых, так как версии объекта не исключают наличие в разных вариантах объекта одних и тех же фрагментов или ресурсов, то неизбежно дублирование элементов содержания, а эта избыточность, по понятным причинам, значительно усложняет поддержку объекта в целом. Если же объект динамически собирается из отдельных совместно используемых ресурсов, то возникает другая проблема — "улучшение" ресурса для целей одного варианта представления объекта может быть неприемлемо для других версий.

Во-вторых, ОУ имеют ценность только в том случае, когда они снабжены достаточно обширной метаинформацией, которая, в частности, позволяет авторам отыскивать нужные им ОУ в хранилищах учебных ресурсов. Разработка увеличивающегося объема метаинформации требует значительных усилий, в том числе и материальных. А раздельное хранение версий объектов усложнит их поиск и получение.

В-третьих, теория учения, без моделей которой невозможно использование механизмов адаптации, еще достаточно размыта и пока предлагает множество классификаций с разным, иногда большим, числом категорий. Ясно, что творчески авторы вряд ли будут в состоянии создать более двух-трех полных версий объекта. А скрыто присутствует еще один вопрос — цена.

Оценим последствия принципиального отказа от монолитности объектов с точки зрения их пользователя (преподавателя) и возможности, которые дает автору открытость внутренней организации объекта. Важно отметить, что практически все реально работающие в мире системы, построенные на основе ОУ, предполагают конкретное устройство объектов. И это факт, с которым не считаться нельзя. Но другой вопрос в том, предоставляются ли эти системы авторам учебных курсов возможности для настройки или развития имеющихся объектов. Ответ на него отрицательный, и это поле для исследований.

Если ОУ организованы по определенной схеме, а каждый ОУ включает весь набор альтернативных представлений ресурсов, то это также не слишком удачно — объекты неизбежно будут "разбухать" и становиться трудно управляемыми.

Гибкие ОУ должны обеспечить несколько направлений персональной адаптации, из которых выделим построение индивидуальных траекторий

229

обучения (ПИТО) и адаптацию формы представления материалов (АФПИ). ПИТО предполагает наличие вариантов изложения материала с варьируемой степенью сложности. АФПИ требует, чтобы один и тот же фрагмент учебного материала разрабатывался в нескольких версиях, с использованием разных медийных представлений. Очевидно, в совокупности все сочетания этих двух ортогональных типов требований порождают для авторов нереально большие объемы работы. Поэтому необходимо искать компромиссные варианты, уменьшающие суммарный объем работы.

Один из вопросов, для которого в теории ОУ еще не найдено однозначного решения — это проблема грануляции, что подразумевает определение оптимального "размера" объекта. Определение ОУ никак не регламентирует, какой объем учебного материала должен включать объект, поэтому размер объекта определяется автором. Отметим, что объектом может быть даже весь курс, но тогда возможность повторного применения этого объекта сводится к нулю. С другой стороны, очень маленькие объекты не дают возможности использовать все преимущества объектного подхода.

Варианты упоминавшегося компромиссного подхода могут строиться, если определенным образом задать правила грануляции. Например, учебный материал разбивается на фрагменты таких размеров, для которых имеет смысл предлагать несколько уровней сложности изложения. Затем для каждого уровня строятся отдельные ОУ, из которых позже формируется "кривая обучения" с нужной степенью пологости. Здесь подразумевается в некотором смысле разделение содержания и представления. Очевидно, что можно придумать несколько аналогичных методик.

Однако нетрудно предположить более эффективную систему. Предполагается, что каждый объект имеет определенное внутреннее устройство и набор ресурсов, из которых он динамически строится. При этом автору курса, пользующемуся объектом для своих целей, предоставлено право, дополнять представления имеющихся ресурсов новыми или заменять отдельные компоненты, например, на отличающиеся по сложности. "Чертеж" для сборки объекта задается с помощью редактируемой метаинформации, типа файлов манифеста в рекомендациях по пакетированию IMS. Такая техника очень напоминает применение наследования в ООП, и в этом плане адаптация выступает как проявление полиморфизма. Однако, как уже упоминалось, между ОУ и объектами в программировании имеются значительные различия, поэтому прямой перенос идей невозможен.

Общий вывод из сказанного следующий: к сожалению, на нынешнем этапе теория ОУ еще слишком молода, чтобы стать основой для значительного рывка в технологии. Чтобы ОУ превратились в основное и признанное всеми средство строительства учебных курсов, они должны приобрести принципиально новые качества. Но уже сделанные огромные усилия по стандартизации элементов технологии не должны пропасть даром. Поэтому, какими бы они ни были, новые взгляды на ОУ должны не отрицать уже наработанное, а развивать его.

230

ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ И ПРИБОРОВ

Рыбальченко С.А., Гармашов С.И., Гершанов В.Ю. Ростовский государственный университет, физический факультет sergii@aaanet.ru, garmashov@rsu.ru, vgersh@aaanet.ru

Обычно компьютер в лабораторном спецпрактикуме используется как средство для обработки измеренных студентами данных в программах типа MS Excel, Origin. Вместе с тем на базе компьютера возможно организовать полноценный измерительный комплекс для сбора данных, последующей их обработки и сравнения с результатами численного моделирования.

Для организации измерительного стенда необходимы компьютер, оснащенный платой сбора данных (ПСД), и соответствующее программное обеспечение. Для учебных целей, когда не предъявляются высокие требования к точности проводимых измерений, в качестве ПСД может использоваться звуковая карта, которой оснащены все современные компьютеры.

Что касается программного обеспечения для сбора и визуализации данных, то к настоящему моменту уже разработано немало программ, которые позволяют использовать звуковую карту в качестве ПСД. Однако, часть из них не бесплатна, а бесплатные программы поставляются, как правило, без исходных кодов и поэтому не могут быть модернизированы под конкретные измерения.

Авторами разработан программный комплекс, предназначенный для изучения полупроводниковых материалов и приборов в рамках лабораторного практикума. Комплекс состоит из двух модулей: измерительного и моделирующего. Измерительный модуль ориентирован на работу со звуковой картой и позволяет использовать компьютер в режиме осциллографа, характериографа, генератора сигналов. В модуле предусмотрена возможность экспорта измеренных зависимостей в программы MS Excel и Origin.

Моделирующий модуль основан на численном решении дифференциальных уравнений, описывающих изучаемые явления, и позволяет сравнивать результаты расчета и проведенных измерений. Программный комплекс разработан на языке Object Pascal в интегрированной среде разработки Delphi.

231

ОПЫТ ФОРМИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ СРЕДЫ ОБУЧЕНИЯ НА ИСТОРИЧЕСКОМ ФАКУЛЬТЕТЕ

Самарина Н.В., Кудрявцева Л.Б. Ростовский государственный университет, исторический факультет и ЮГИНФО

Опыт формирования обучающей электронной среды на историческом факультете Ростовского госуниверситета насчитывает уже более десяти лет, что позволяет и критически оценить сделанное, и выявить некоторые особенности означенного опыта применительно к гуманитарному факультету, и размышлять о методике использования компьютерных учебных продуктов и ресурсов Интернет в процессе обучения истории.

Начальный этап использования компьютерных технологий в процессе обучения на историческом факультете связан с разработкой и внедрением электронных учебников по курсам «Основы информатики» [1] (1993 г) и «Количественные методы в историческом исследовании» [2] (с 1994/1995 учебного года). Оба учебника предназначались для использования в локальной сети для систематической учебной работы студентов в компьютерном классе.

Структура каждого включала в себя полный гипертекстовый вариант лекций и список литературы, практикум с комплексом заданий для самостоятельной работы, словарь терминов, тесты проверочные и итоговые (зачетные). Иными словами, уже эти ранние варианты учебников по структуре и содержанию являлись учебно-методическими комплексами, полностью решавшими проблему учебно-методического обеспечения соответствующих учебных курсов. Однако, в этих учебниках среда обучения была замкнутой и не позволяла внедрять новые средства обучения, т.е. расширять среду. Поэтому дальнейшее использование этих учебников неизбежно привело бы к замедлению внедрения новых технологий в учебный процесс, а, следовательно, отставанию в сфере информационной культуры.

С появлением новых компьютерных технологий, как, например, мультимедиа- и Web-технологии, необходимо было перейти к новой модели обучения – созданию электронной обучающей среды, являющейся эффективным средством обучения. Эта среда содержит разнообразное методическое обеспечение (контролирующие программы, пояснительные материалы, прикладные программы и др.), обеспечивающее непосредственное освоение изучаемой дисциплины, на базе новых современных, широко применяемых средств.

Такая среда является естественным развитием концепции электронных УМК, расположенных на учебном сервере. В отличие от замкнутых обучающих программ создание обучающей среды может происходить постепенно по мере готовности контента, разрабатываемого преподавателем. Обучающие среды также легче модернизировать.

232

Следующий этап развития электронной среды обучения связан с разработкой (при поддержке фонда Сороса) мультимедийного Web-учебника «История Дона и Северного Кавказа с древнейших времен до Февраля 1917 года». С 1999 года он размещен в сети Интернет и используется как студентами факультета, так и всеми интересующимися историей региона.

Содержательно новый электронный учебник является гипертекстовым вариантом книжного своего аналога [3], но существенно превосходит его визуализацией учебной информации и наличием динамических карт региона, что особенно значимо при изучении истории, а также возможностью дополнительно использовать информационные ресурсы Интернет через систему ссылок, помещенных в тексте. Для его реализации использована HTML-технология, которая предоставляет широкий спектр возможностей от создания простых Web-учебников (даже силами непрограммирующих специалистов) до средств программирования, например, DHTML, Java Script и др.

Этот учебник получил высокую оценку у специалистов в области исторической информатики на конференциях в Минске и в Москве. [4, 5] В отличие от учебников, упомянутых выше, он предназначен для индивидуальной внеаудиторной работы. И, таким образом, сфера его использования расширяется по мере увеличения доступности Интернет для студентов. К сожалению, до сих пор технически невозможно использовать фрагменты этого учебника для визуализации лекционного курса по истории Дона и Северного Кавказа.

При обсуждении учебника на VII конференции ассоциации «История и компьютер» (2000 г.) возникла идея дополнения его тестами для самоконтроля и тем самым оптимизировать для пользователей-студентов, обучающихся как стационарно, так и заочно. Эта идея была реализована, хотя и не в полном объеме. По ряду разделов учебника тесты, содержащие задания и вопросы различной степени сложности, были разработаны и представлены в сети Интернет [6] .

Учитывая современную актуализацию проблемы разработки и использования тестов как формы проверки знаний, хочется заметить, что они могут играть весьма значимую и полезную роль в освоении курсов исторических дисциплин именно как тесты – тренинги. Освоение исторических курсов требует запоминания огромного количества событий и связей этих событий друг с другом, а также связей каждого из событий с вполне определенными историческими эпохами, деятелями, датами. Всю эту рутинную и утомительную работу тесты в электронном (и, пожалуй, только в электронном) своем варианте делают более привлекательной и легкой. Но вряд ли тесты могут быть приемлемы в качестве формы итоговой проверки знаний по историческим дисциплинам, независимо от числа помещенных в них заданий, хотя бы уже в силу того, что далеко не все в историческом знании подвергается формализации и схематизации.

233

В последние годы в развитии электронной обучающей среды на факультете, с одной стороны, наметилась тенденция расширения учебных дисциплин, изучаемых с привлечением информационных и учебных ресурсов Интернет, в основном на уровне магистерского образования. С другой, - происходит модернизация ранее созданных электронных учебников.

В 2004/2005 учебном году модернизирован учебно-методический комплекс по курсу «Количественные методы в историческом исследовании». В настоящее время он проходит апробацию и адаптируется для студентов - историков.

В отличие от своего предшественника он размещен на учебном сервере РГУ и доступен по адресу, известному только студентам, обучающимся на историческом факультете через Интернет, хотя и используется преимущественно для систематической работы студентов в компьютерном классе. Это сделало возможным дополнительно привлечь к процессу освоения содержания курса информационные ресурсы Интернет, в частности, сайтов российской ассоциации «История и компьютер». Вместе с тем учебно-методический комплекс вполне может быть использован и студентами-заочниками, по мере расширения доступа к Интернет в регионе. В этой связи в его структуру уже включены специальные задания для заочников, что не исключает возможности использования ими и адаптированного для студентов-гуманитариев практикума. Таким образом, в перспективе весь методический комплекс может быть использован для дистанционного обучения.

Модернизация электронного учебника по дисциплине «Количественные методы в историческом исследовании» является примером создания открытой обучающей среды, включающей современные программные средства, такие как, например, электронная таблица MS Excel.

Старый электронный учебник содержал лабораторный практикум по статистической обработке исторической информации, имитирующий различные методы анализа, в связи с чем, студент был ограничен рамками данной модели учебника и не мог решать другие более сложные задачи или проводить многоэтапное исследование.

При выборе подхода к модификации старого электронного учебника учитывались следующие факторы:

• Студент, обучаемый методам обработки исторической статистики, должен уметь самостоятельно применять расчетные формулы.

• Студент должен иметь методические материалы для решения типовых задач обработки исторической статистики.

• Студенту нужно предоставить современный программный инструмент для расчетов.

В связи с вышесказанным было решено построить электронную среду обучения в рамках современной Web-технологии, и в качестве инструмента

234

для расчетов была выбрана электронная таблица из пакета MS Office. Выполнение практических (лабораторных) заданий предполагает работу студентов с табличным процессором MS Excel.

Исследование реальных исторических задач с помощью статистических методов в рамках MS Excel является достаточно сложным для студентов-историков. Однако применение электронной обучающей среды, включающей методические материалы с подробным пошаговым описанием выполнения типового задания позволяет приобщить их к современным компьютерным технологиям и приобрести навыки для самостоятельной работы.

На наш взгляд, весьма важно, что студенты приобретают начальные навыки работы с Excel. Для освоения этих навыков каждая группа заданий по темам курса сопровождена подробными инструкциями, поясняющими алгоритм выполнение задания по шагам: составление таблиц, работа с мастером диаграмм, с мастером функций и т.д. Все шаги выполнения заданий показаны на примерах. Пояснения снабжены иллюстративным материалом для лучшего понимания того, как заносить формулы, использовать стандартные функции и строить графики. Эта, очень значимая, на наш взгляд, методическая составляющая практикума является главным предметом апробации, доработки и адаптации в первый год использования модернизированного комплекса в учебном процессе.

С учетом опыта использования предыдущего учебно-методического комплекса переработана и несколько упрощена структура лекционного курса, в иной последовательности выстроена тематика практических занятий, которая сориентирована на постепенное усложнение практической работы студентов в Excel по принципу: элементарное – относительно простое – более сложное.

В структуре комплекса есть тесты проверочного характера, рассчитанные на освоение весьма специфичной для гуманитариев терминологии курса. Разработан итоговый (зачетный) тест. Продемонстрированное умение выполнять предложенные в практикуме задачи и успешное выполнение этого теста представляются вполне достаточными для положительной оценки работы студентов по курсу.

Предполагается использовать обновленную электронную среду обучения не только в локальной сети класса, но и в Интернет с тем, чтобы его могли использовать не только студенты дневного отделения, но и обучающиеся заочно. В этой связи в структуру электронного УМК включены задания для самостоятельной работы студентов ОЗО в межсессионный период.

Наш опыт разработки компьютерных учебных продуктов позволяет говорить о вполне определенных преимуществах современной электронной обучающей среды в сравнении с традиционной книжно-бумажной. Она позволяет более гибко и адекватно требованиям образовательного процесса выстроить систему управления интеллектуальной работой обучающегося, создавать алгоритмы его самостоятельной работы и приспосабливать их к

235

исходному уровню знаний и умений той или иной группы, своевременно модернизировать учебные курсы, дополнительно расширяя их содержание информационными ресурсами сети Интернет.

Литература 1) Крицкий С.П., Кудрявцева Л.Б., Шабанская Т.В. Методические

указания к лабораторным занятиям на ПЭВМ по курсу «Основы информатики». Изд-во РГУ, 1993. 10 п.л.

2) Крицкий С.П., Самарина Н.В., Кудрявцева Л.Б. Электронный учебник «Количественные методы в историческом исследовании».// Новые информационные технологии в историческом образовании. // Межвузовская научно-методическая конференция « Информатизация базового гуманитарного образования в высшей школе. Москва. 29.05-2.06.1995.» М. 1995.

3) История Дона и Северного Кавказа с древнейших времен до февраля 1917 года. Учебное пособие для студентов. Ростов-на-Дону, 2001. 30 п.л.

4) Крицкий С.П., Самарина Н.В., Кудрявцева Л.Б., Щербина А.В. Опыт использования компьютерных технологий обучения на историческом факультете Ростовского госуниверситета. // Опыт компьютеризации исторического образования в странах СНГ. Сб. статей. Минск. БГУ. 1999. Они же. Электронный учебник «История Дона и Северного Кавказа с древнейших времен до февраля 1917 года» // Информационный бюллетень ассоциации «История и компьютер». № 25, март 2000. М. 2000. Они же.

5) Электронный учебник по истории Дона и Северного Кавказа с древнейших времен до февраля 1917 г: некоторые проблемы методики и технологии проекта. // Новые информационные ресурсы и технологии в исторических исследованиях и образовании. Сборник тезисов докладов и сообщений Всероссийской конференции. Подмосковье, Боровое, 6-9 апреля 2000 г. М.2000.

6) Крицкий С.П., Самарина Н.В., Кудрявцева Л.Б., Щербина А.В. Тесты для обучающей системы «История Дона и Северного Кавказа с древнейших времен до 1917 г.»: проблемы методики и технологии создания // Учебно-методическая конференция «Современные информационные технологии в учебном процессе». 26-27 апреля 2001 г. Тезисы докладов. Ч. 2. Ростов-на-Дону,2001.

236

СОЗДАНИЕ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ НЕЛИНЕЙНОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ «МЕТОДЫ ЛИНЕЙНОЙ АППРОКСИМАЦИИ»

Сантылова Л. И., Козлова Т.А., Талалаева Т.П. Ростовский государственный университет, механико-математический факультет

Изменение структуры учебных курсов в сторону увеличения объема материала, предназначенного для самостоятельной работы студентов, требует от преподавателя более широкого использования современных информационных технологий, новых программных продуктов.

Изучение основных принципов математического моделирования в учебном курсе «Методы оптимизации» и в последующих спецкурсах предполагает использование на семинарских занятиях программных средств, позволяющих реализовать процесс решения оптимизационных задач, начиная с их содержательной постановки до получения численных результатов и их последующего анализа. Использование компьютерной техники способствует также более глубокому изучению самих методов нелинейной оптимизации, благодаря возможности решения большого числа задач разной размерности и структуры.

Использование для этих целей известных пакетов прикладных программ (например, «Поиск решения» в EXCEL) в курсах, преподаваемых кафедрой исследования операций, не дает желаемого результата. Это связано с тем, что указанный пакет не предоставляет пользователю возможности выбора метода решения и наблюдения пошаговой реализации используемого метода.

Перечисленные проблемы послужили причиной создания программного комплекса для решения задач нелинейного программирования.

Данный программный комплекс реализует методы линейной аппроксимации: метод проекций градиента и метод обобщенного приведенного градиента. Он предназначается для решения нелинейных задач общего вида.

При создании программного продукта использованы возможности двух сред программирования: Delphi и Maple. Это улучшило качество программы, так как позволило рассматривать аналитический вид функций, определяющих математическую модель решаемой задачи, в качестве входной информации.

Интерфейс данного программного продукта допускает выбор для решения задачи любого из предложенных методов, предлагает пользователю несколько режимов работы. Предусмотрены в зависимости от желания пользователя различные способы выдачи выходной информации, определяемые объемом информации и видом носителя.

Программы, реализующие метод проекций градиента и метод обобщенного приведенного градиента, тестированы на большом количестве разнообразных задач нелинейного программирования.

Созданный программный продукт допускает возможность пополнения системы новыми программными модулями, реализующими другие методы нелинейной оптимизации.

237

Литература. 1) Реклейтис Г. и др. Оптимизация в технике. М. Мир, 1986. 2) Химмельблау Д. Прикладное нелинейное программирование. М.

Мир,1975.

МОБИЛЬНЫЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ НА БАЗЕ POCKET HDD ZIV DRIVE

Свечкарев В.П., Штепа И.В., Натальченко И.А. Ростовский государственный университет, факультет высоких технологий decanat@fvt.rsu.ru

Одним из распространенных вариантов методического обеспечения дистанционных форм обучения является построение образовательных баз данных в виде мобильных информационных систем (МИС). Для размещения МИС может использоваться внешний мобильный накопитель данных - ВМНД (например, pocket HDD ZIV drive), емкостью не менее 40 Гбайт, имеющий информационный канал типа USB 2.0 для обмена с ПЭВМ. Программное обеспечение МИС должно быть совместимым с поисковыми системами, используемыми стандартными файл-менеджерами типа Explorer и Total Commander. Формы представления информации должны включать текстовую, табличную и мультимедийную части (графические файлы, анимации).

Форматы хранения данных в МИС должны быть открытыми и допускать самостоятельное пополнение материалов пользователем. Структура МИС должна обеспечивать размещение на ПЭВМ, в том числе - портативных, аппаратная часть которых соответствует уровню требований Microsoft Windows XP professional.

Предлагается МИС выполнить по модульному принципу, включив в ее состав следующие программные функциональные модули (Структурная схема МИС приведена на рис.1): данных; резервного копирования данных; управления данными; визуализации данных; утилит для просмотра файловой структуры с помощью файл-менеджеров. Для получения резервных копий данных может быть использован CD – накопитель ПЭВМ, функционирующий под управлением Модуля резервного копирования данных. ВМНД исключает необходимость использования дополнительных источников питания за исключением энергопотребления по шине USB.

Модуль данных содержит структурированный массив данных по методическому обеспечению образовательной программы, включающий соответствующие учебному плану и содержанию дисциплин тематические разделы. Дополнительно в Модуль утилит включаются открытые утилиты и программы для работы с файлами МИС (поисковики, архиваторы и др.).

МИС начинает функционирование при запуске файла *.exe. В основное меню МИС включены следующие указатели:

238

- Содержание – переход к основной странице с содержанием тематических разделов (Модуль визуализации).

- Обновление – переход к Модулю управления данными для добавления, удаления и редактирования данных.

- Утилиты – просмотр файловой структуры с помощью файл-менеджеров (Модуль утилит).

- Резервное копирование – резервное копирование на CD (Модуль резервного копирования).

- Помощь (Справка о программе и инструкция по эксплуатации). Доступ к Модулю управления данными предусматривает

идентификацию пользователя (требование введения пары: логин, пароль). Число запросов и одновременно открытых страниц ограничивается ресурсами используемой ПЭВМ. Файловая система Модуля данных соответствует NTFS в версии Windows XP professional SP1 и выбранному типу носителя (форматы «Drag-to-Disk RW» для CD-RW и «Multisession» для СD-R). Модуль данных обеспечивает функционирование без использования дополнительных драйверов и вспомогательных программ установки.

В заключение приведем основные технические характеристики:

максимальный объем хранимой информации в Модуле данных, не менее 35 Гбайт; средняя скорость поиска ключевого слова, не более 1минуты; габаритные размеры ВМНД: не более 1,4×8×15 см; диапазон рабочих температур ВМНД: плюс 15…плюс 300С.

шинаUSB

ZIV Drive

Рис.1. Структура модульной информационной системы

Резервные Модуль данных

ПЭВМ (Windows XP)

CD-RW

CD-3 CD-2 CD-1

Модуль управления

Модуль копирования

Модуль утилит

Модуль визуализации

239

ОБЗОР ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ , ПРИМЕНЯЕМЫХ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ ВУЗАМИ НАШЕЙ СТРАНЫ

Сергеева В.Е., Шумидуб А.А. Ростовский государственный университет, экономический факультет sharlott@list.ru, klio@donpac.ru

Любое учебное заведения высшей школы рано или поздно сталкивается с проблемами автоматизации процессов администрирования и управления учебным процессом. Как правило, каждое из них идет своим путем. Классическим вариантом решения этих задач является построение информационной системы с использованием одной из доступных и освоенных СУБД с последующим расширением этой системы до сетевой модели (распределенной БД с использованием ресурсов ЛВС). Эти системы, как правило, могут решить задачи учета, планирования и контроля, но участвовать непосредственно в самом процессе обучения они не в состоянии.

Рассмотрим конкретные примеры информационных систем, используемых ВУЗами нашей страны.

1. Воронежский государственный университет использует в своей работе программно-технический комплекс автоматизированной информационно-аналитической системы управления учебным процессом.

Университетский интегрированный информационный комплекс обеспечивает информационную поддержку и автоматизацию основных функций по оперативному управлению учебным процессом в ректорате, учебно-методическом управлению, управлению качеством образования, деканатах и кафедрах.

Комплекс построен на основе современной трехуровневой клиент-серверной архитектуры. Базы данных функционируют под управлением SQL-сервера (СУБД) Oracle и размещены на высокопроизводительном серверном оборудовании.

Практическое освоение описываемого информационного комплекса в Воронежском госуниверситете подтвердило перспективность используемых подходов и практических решений.

2. В деятельности деканата математико-механического факультета Санкт-Петербургского государственного университета используются связанные между собой информационные системы «Абитуриент», «Студент», «Аспирант», «Отдел кадров», «Планово-финансовое управление», функционирующие в университете уже более 10 лет. Далее мы будем рассказывать только об одной из них – об информационной системе «Студент».

Система «Студент» позволяет проводить сбор и хранение практически любой информации о студентах. Стандартизированный интерфейс системы предусматривает возможность быстрого поиска данных, их удобное отображение, что особенно важно при работе с большим объемом тесно

240

связанных между собой данных, обеспечивает принятие обоснованных решений в сжатые сроки.

Основные подсистемы программного комплекса:

• Картотека; • Приказы; • Сессия и учебные планы; • Выпуск; • Статистика.

3. В Московском инженерно-физическом институте разработан программный комплекс представления и управления расписанием для кафедры института, который, помимо всего прочего, содержит подсистему обеспечения безопасности доступа к данным.

Функциональные возможности ИС:

• Использование развитой ролевой модели аутентификации, обеспечивающей раздельный доступ к ресурсам для студентов, преподавателей и управляющего персонала;

• Предоставление интерфейса для управления расписанием учебных групп кафедры;

• Обширные возможности анализа информации; • Использование в качестве платформы для хранения данных СУБД

Cachè. Предусмотрен механизм, который позволяет преподавателям и

персоналу прикреплять к определённым дням или предметам заметки. Вывод данных возможен по различным критериям: группа,

преподаватель, день недели. Для каждой из групп пользователей предусмотрен свой интерфейс, отвечающий выполняемым задачам. Для обеспечения межсистемной переносимости данной системы используется объектная постреляционная технология представления данных (СУБД Cachè). Работа с данными реализована на основе CSP-страниц - технологии гипертекста, реализующей события клиент-серверных приложений. Через интерфейсы взаимодействия СУБД Cachè возможна интеграция с другими базами данных.

4. В Бийском технологическом институте разработана “Система учета успеваемости студентов”, которая служит для оперативного ввода и просмотра успеваемости студентов института. Доступ к программе осуществляется с любого компьютера института подключенного к сети.

Разграничение доступа к данным было сделано путем разделения пользователей на три группы:

• Администратор; • Преподаватель;

241

• Студент. Система учета студентов была реализована посредством объектно-

ориентированных СУБД Caché, на что повлияли следующие обстоятельства. Интерфейс был реализован с помощью CSP-страниц использующих

стандартные теги HTML, а также набор дополнительных CSP-тегов и атрибутов реализации связывания объектов Cache’ и форм CSP-страниц.

Информационная система, предназначенная для оперативного учета студентов-контрактников в институте и формирования отчетов, разрабатывалась по архитектуре Клиент-Сервер. При написании клиентской части программы использовался язык программирования Object Pascal, а серверной - СУБД Caché. В системе реализована многоуровневая форма доступа к данным, определяется в соответствии с должностными обязанностями. Сама информационная система представляет собой базу данных, методы и клиентское программное обеспечение.

5. Выше были рассмотрены примеры ИС, используемых главным образом в административных целях. Но, кроме того, широкое распространение получают системы, основной целью которых является помощь в обучении студентов. В Российском государственном университете инновационных технологий и предпринимательства была разработана Информационная система обеспечения учебного процесса, которая может быть использована для студентов большинства технических и естественно – научных специальностей вузов России. С развитием информационных технологий (Internet) она найдет широкое применение в системах дистанционного образования, а также в центрах повышения квалификации и переподготовки кадров с высшим техническим образованием.

Рассматриваемая автоматизированная обучающая система по дисциплине «Методы и средства измерений» позволяет перенести на компьютер наиболее отработанную преподавателем информацию, повторяющуюся в очередном цикле обучения.

Обучающая система имеет встроенные средства сбора информации о ходе обучения. Разработанное руководство пользователя и разделы курса на магнитном носителе позволяют использовать компьютерную обучающую программу в учебном процессе без дополнительных временных и трудовых затрат, за исключением, может быть, небольшого вводного ознакомительного занятия, дающего представление о принципах построения автоматизированного курса.

Вывод На современном этапе управление учебным процессом без применения

информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) не может быть эффективным. Это связано с разбросанностью учебных подразделений, введением дистанционных форм обучения и необходимостью постоянно корректировать учебные планы и перечень специальностей в соответствии с требованиями рынка образовательных услуг. Применение ИКТ позволяет

242

оперативно собирать информацию о проходящем учебном процессе, отслеживать успеваемость и подсчитывать рейтинг каждого студента на всех этапах учебного процесса, постоянно контролировать качество преподавания, следить за рынком образовательных услуг.

Во многих ВУЗах нашей страны уже внедрены отдельные подсистемы управления учебным процессом с использованием ИКТ. В деканатах используются автоматизированные системы, которые содержат базы данных учебных планов, контингента студентов, результатов промежуточных аттестаций и сессий. Эти системы позволяют оперативно готовить необходимые сведения о студентах, их успеваемости, следить за графиком учебного процесса. Они позволяют быстро решать вопросы по управлению учебным процессом, при необходимости вносить изменения в график учебного процесса с целью повышения качества подготовки специалистов.

ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПОРТАЛ ФАКУЛЬТЕТА ВЫСОКИХ ТЕХНОЛОГИЙ

Середа Е.М, Гаврилова З.П. Ростовский государственный университет, факультет высоких технологий decanat@fvt.rsu.ru

При создании порталов всегда нужно придерживаться определённых требований: загрузка страниц должна происходить по возможности быстро, любая страница должна выглядеть одинаково в разных разделах сайта, сайт должен отображаться корректно при просмотре в различных программах, пользователь должен легко разбираться, какая информация есть в портале и как её найти.

HTML – это язык разметки гипертекста (HyperText Markup Language), однако он давно перестал быть просто языком программирования. Понятие HTML включает в себя различные способы оформления гипертекстовых документов, дизайна, гипертекстовые редакторы, браузеры и многое другое.

При разработке сайта «Факультете Высоких Технологий» был выбран язык PHP. Он является серверным межплатформенным, встроенным в HTML, языком написания сценариев.

Первоначально аббревиатура PHP расшифровывалась как Personal Home Page. Этот язык был создан в 1994 году, с целью отслеживать пользователей, просматривающих домашние страницы. Позже, когда функциональность PHP значительно расширилась, этот язык начали использовать для создания сложных порталов и сокращение начали расшифровывать как «гипертекстовый препроцессор» (PHP: Hypertext Preprocessor). Таким образом, данное определение означает, что данные в этом языке обрабатываются до того, как становиться HTML-страницами.

Преимущества PHP перед базовым HTML состоит в том, что последний представляет собой систему с ограниченными возможностями, не обладающую гибкостью или динамичностью. Также одними из преимуществ

243

PHP является быстрота выполнения сценариев, а также тот факт, что PHP является языком с открытым исходным кодом и его можно использовать на серверах типа Apache.

Исходя из выше изложенных причин, портал «Факультета Высоких Технологий» создан именно на языке PHP. Выбор данного языка не случаен, поскольку портал факультета должен соответствовать правилу информативности и динамичности, а также возможной расширяемости.

Портал факультета полностью работает на данном языке, что позволяет привносить новые элементы в портал, либо удалять устаревшие, не меняя всей структуры портала. Это и позволяет добиваться динамичности и расширяемости.

Портал изначально задуман и формируется не как аналог обычной визитной карточки, только с большим объемом информации, а, как создание информационно-образовательной среды для сообщества преподавателей, студентов, абитуриентов, специалистов, представителей фирм-заказчиков и т.п.

Одними из задач при создании портала факультета, являлось создание информативного ресурса, позволяющего информировать посетителей о новостях факультета и факультетской жизни, а также возможность рассказать поступающим о данном факультете.

В связи с этим была реализована возможность, создавать, редактировать и удалять новости факультета, без каких либо знаний в области программирования. Для этого был специально создан раздел для управления порталом. В данный раздел можно также будет привносить, по мере необходимости, различные нововведения для управления порталом, например такие как: «статистика посещаемости», «управление голосованиями» и прочие необходимые модули.

Также была создана возможность, повторно использовать один и тот же код или текст, в разных страницах портала, что позволяет менять его не в каждой странице портала, а всего лишь в одном конкретном файле – принцип модульности.

Однако всё же первым этапом создания портала, является разработка и создание дизайна. На этом этапе следует придерживаться некоторых правил:

• подбор цвета • структура представления данных (учитывая специфику материала,

изложенного непосредственно в портале) • максимальная понятность в навигации • по возможности, наиболее удобная система помощи

При подборе цвета, стоит придерживаться так называемого правила «трёх цветов»: не стоит использовать более трёх цветов на одном портале, не включая более светлые или более тёмные оттенки этих цветов, а также фон страницы. Конечно, это не является не прикосновенным правилом, скорее

244

это пожелание, однако соблюдение данного правила придаёт порталу более привлекательный внешний вид.

Внешний вид и структура представления данных на портале представляет собой простой информационный ресурс.

«Полоса навигации» используется для перехода к различным разделам портала. На эту панель выведены основные разделы:

• новости факультета • информация о деканате факультета • информация о кафедрах • информация для поступающих на факультет • информация для студентов, такая как «расписание занятий» • форум факультета, который в данный момент разрабатывают

студенты факультета • контактная информация

Все выше перечисленные разделы подразделяются на подразделы, которые созданы для удобства пользователя.

Для большей простоты в навигации создана отдельная колонка, в которой размещена краткая и понятная информация по трём важным разделам портала, а также созданы «быстрые ссылки» на самые популярные разделы портала, представляющие собой графические блоки.

Понятность в навигации по порталу достигалась путем использования стандартных методов и способов представления данных. Все используемые элементы достаточно хорошо знакомы пользователю и ничего нового, не знакомого пользователю собой не представляют. Кроме того, были использованы стандартные стили для текста. То есть, если в тексте использована ссылка, то она подчеркнута и выделена, синим цветом. Это упрощает работу пользователю, т.к. интуитивно понятно как попасть на другую станицу.

Хотя портал и является информационным, но присутствие на нем только лишь текста не придает ему привлекательного внешнего вида. Кроме того, отсутствие какой-либо графики затрудняет ориентацию по темам, а также резко падает удобочитаемость текста. Поэтому для придания порталу более изысканного вида и увеличения привлекательности были использованы изображения и различная графика, подчеркивающая тематику портала.

Планируется добавить новый тематический раздел портала: методическое обеспечение факультета высоких технологий. Это обеспечит помощь в подборе и поиске методических или учебных материалов студентам. В настоящее время портал факультета высоких технологий начал функционировать в режиме экспериментальной эксплуатации.

245

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧ

Сидиропуло С.Г. Ростовский Государственный Университет, ЮГИНФО spartak@rsu.ru

В последнее время увеличение антропогенного воздействия на окружающую среду, вызванное интенсивным развитием материального производства приводит к нарушению экологического равновесия как локально – в отдельных районах земного шара, так и глобально – в масштабах планеты в целом. Продолжающаяся человеческая деятельность и дальнейшее экономическое и социальное развитие зависят от качества окружающей среды. По мере истощения природных материалов поток веществ через стадии производства, потребления и использования должен быть управляем так, чтобы облегчить или поддержать их оптимальное использование. Необходимо помнить что, натуральные ресурсы конечны и потребление одного поколения не должно происходить за счет последующих. В связи с этим, проблема нахождения оптимального сочетания таких понятий, как коммерческая выгода, стратегический экономический интерес и необходимость улучшить экологическую ситуацию, приводит к необходимости создания математических моделей, объединяющих хозяйственную деятельность человека с экологическими системами с точки зрения проблем экономики, экологии и устойчивого развития. Трехмерность модели обуславливает большую размерность получаемых систем линейных уравнений. Такого рода математические модели реализовать на персональном компьютере невозможно. Для решения этих задач требуются компьютеры в десятки раз более производительные. В этом случае необходимо обратиться в суперкомпьютерный центр для получения доступа к высокопроизводительным вычислительным системам.

Такой суперкомпьютерный центр был создан в РГУ. В настоящее время учебно-методический комплекс суперкомпьютерного центра имеет следующую структуру

nCUBE 2S — классическая MPP система из 64-х вычислительных узлов. Управляется nCUBE 2S хост-компьютером 4D/35 фирмы SGI. Наличие прокси-сервера на хост-компьютере и кросс-компиляторов для nCUBE на компьютерах фирмы SUN позволяет использовать компьютеры SUN в качестве хост-компьютеров 2-го уровня. Рекомендуется использовать nCUBE 2S для отладки параллельных программ и обучения параллельному программированию.

246

Compaq Alpha DS20E — 2-х процессорная SMP система с общей

памятью объемом 1 Гб и объемом дискового пространства 2х18 Гб. Рекомендуется использовать для запуска программ в пакетном режиме через систему PBS.

SUN Ultra 60 — 2-х процессорная SMP система с общей памятью объемом 1 Гб и объемом дискового пространства 18 Гб. Рекомендуется использовать для запуска программ в пакетном режиме через систему PBS. Компьютер выполняет также функции NIS сервера и NFS сервера, экспортирующего домашние директории пользователей на все другие вычислительные системы (nCUBE 2S, Linux-кластер, DS20E). Используется также как host-компьютер для работы с nCUBE 2S.

Linux-кластер — вычислительная система из 10 узлов, соединенных служебной сетью Fast Ethernet через коммутатор Cisco Catalyst 2900 и скоростной вычислительной сетью Gigabit Ethernet через коммутатор фирмы Allied Telesyn. Каждый из узлов представляет собой компьютер с процессором Pentium 4 2.4 Ггц, 512 Мб оперативной памяти (RAMBUS PC-1066) и 20 Гб жестким диском. Возможно исполнение как однопроцессорных, так и параллельных программ. Среда параллельного программирования — MPI (Mpich-1.2.2). Рекомендуется использовать для запуска программ в пакетном режиме через систему PBS. Для компилиции и отладки программ выделен специальный компьютер с такими же характеристиками, как и вычислительные узлы. Диспетчерская система счетные задачи на хост-компьютере не запускает.

SUN Ultra 10 — однопроцессорная рабочая станция с оперативной памятью 256 Мб и объемом дискового пространства 40 Гб. Используется главным образом в учебном процессе для обучения UNIX технологиям и параллельному программированию (в качестве host-компьютера nCUBE 2S). Выполняет также множество вспомогательных функций (WWW сервер, FTP сервер, NFS сервер, Mail сервер).

Так же учебно-информационный сервер сектора высокопроизводительных вычислительных систем был создан для информационной поддержки пользователей суперкомпьютерного центра РГУ. Сервер ориентирован на программистов, работающих в среде ОС UNIX

247

и занимающихся разработкой программ для многопроцессорных вычислительных систем.

Следует заметить, что для управления заданиями на гетерогенном кластере ЮГИНФО РГУ используется бесплатно распросраняемая версия диспетчерской системы OpenPBS ( Portable Batch System - PBS). PBS обеспечивает управление выполнением заданий на широком наборе конфигураций вычислительных узлов:

• на рабочих станциях с разделением времени между задачами • на многопроцессорных системах с поддержкой как режима

разделения времени на процессорах, так и эксклюзивном обслуживании каждым процессором отдельной задачи

• на кластерных системах с одним или несколькими процессорами на вычислительных узлах

• на произвольных комбинациях перечисленных выше систем • Основные характеристики системы • система может обслуживать множество потоков очередей,

разделенных как по архитектуре вычислительных узлов, так и по требуемым задаче ресурсам ( времени решения задачи, оперативной памяти и т.д.)

• позволяет указывать требуемые задаче ресурсы ( время решения, требуемую память и т.д.)

• позволяет устанавливать предельные лимиты на ресурсы • позволяет устанавливать лимиты по умолчанию

PBS состоит из четырех основных модулей, каждый из которых может устанавливаться на одном или нескольких вычислительных узлах, обслуживаемых системой :

• одного или нескольких серверов заданий • одного или нескольких планировщиков заданий • исполнительных серверов - по одному на каждый вычислительный

узел • набора команд администратора для управления системой и набора

команд пользователя для управления своими заданиями.

В настоящее время системой PBS в ЮГИНФО РГУ обслуживаются следующие вычислительные ресурсы:

• 2-х процессорная система Compaq Alpha DS20E • 2-x процессорная система SUN Ultra 60 (на которой установлено ядро

PBS) • 10-ти процессорный Linux кластер на базе Intel Pentium 4 2.4 Ггц В соответствии с этим создано три потока очередей, по одному для

каждой архитектуры с именами ALPHA, SUN, LINUX. Внутри каждого из потоков дополнительного разбиения (например по времени решения задачи)

248

пока не сделано. Используется устанавливаемый по умолчанию планировщик FIFO (первый вошел первый вышел), сконфигурированный для эксклюзивного выполнения одного счетного процесса на каждом из 14 процессоров. Таким образом, на двух процессорных системах может выполняться либо одна двух процессорная задача, либо две однопроцессорных. Соответственно на кластере либо одна десяти процессорная, либо десять однопроцессорных (или какие-то промежуточные варианты). PBS автоматически распределяет задания по свободным узлам заданной архитектуры. Разумеется, никакого распараллеливания PBS не выполняет - чтобы программа могла выполняться более, чем на одном узле, она должна быть параллельной. В настоящее время для PBS установлены два предельных лимита (и их значения по умолчанию):

- максимальное число процессоров для ALPHA и SUN - 2, для кластера - 10 (значение по умолчанию - 1)

- максимальное время решения - 168 часов (7 суток) (значение по умолчанию 1 час).

Если в заказе превышен предельный лимит, то задание отвергается. По истечении заказанного времени решения задача автоматически снимается со счета.

Наличие суперкомпьютерного центра РГУ позволяет осуществлять реализацию математических моделей, описывающих сложные экологические процессы. В настоящее время сотрудники ЮГИНФО РГУ при участии аспирантов и студентов РГУ выполняют проект «Решение задач экологической безопасности в районе Ростовской АЭС методами математического моделирования с использованием высокопроизводительных вычислительных систем», поддержанный РФФИ и Администрацией Ростовской области. Вычислительные эксперименты в рамках проекта реализуются на вычислительных системах суперкомпьютерного центра РГУ.

КОМПЬЮТЕРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ

Синявский Г.П., Бабичева Г.В., Кожухова О.И. Ростовский государственный университет, Филиал Новороссийской государственной морской академии, Ростовский государственный экономический университет sinyavsky@phys.rsu.ru

В последнее время при изучении студентами электротехники широкое применение находят системы компьютерного моделирования и анализа электротехнических схем [1]. Такие компьютерные программы содержат набор элементов электротехнических схем, представленных в виде условных обозначений, которые обладают основными свойствами реальных физических элементов: источников напряжения и тока, резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности, трансформаторов, электрических машин, логических элементов и т.д. Они, по существу, являются

249

виртуальными компьютерными лабораториями. Собрав на экране монитора требуемую виртуальную электротехническую схему, можно выполнить ее анализ, изучить ее в установившемся или переходном режиме работы. При этом результаты исследований совпадут с результатами измерений реальной схемы, что является несомненным достоинством этих компьютерных лабораторий.

Такой подход анализа электротехнических схем представляется более привлекательным, чем использование унифицированных лабораторных стендов, когда один стенд позволяет обеспечить выполнение ряда лабораторных работ. Выполнение компьютерных лабораторных работ может оказаться для студента более ясным, чем выполнение работ на иных современных многоцелевых лабораторных стендах, поскольку при выполнении компьютерной лабораторной работы студент сам собирает электротехническую схему из элементов и может более полно ее исследовать.

В настоящем докладе приводятся результаты разработки девяти компьютерных лабораторных работ по основам электротехники.

Лабораторная работа № 1. Исследование цепей постоянного тока. В работе исследуются последовательное и параллельное соединение

резисторов. Проводится проверка эквивалентной замены двухполюсника, состоящего из двух последовательно включенных источников ЭДС. Изучается эквивалентная замена двухполюсника, состоящего из двух параллельно включенных источников тока.

Проверяется эквивалентность преобразования неидеального источника тока в неидеальный источник ЭДС. Проводится исследование делителя напряжения и делителя тока.

Лабораторная работа № 2. Исследование однофазой цепи переменного

тока. Проводится анализ амплитудно-фазовых соотношений для тока и

напряжения в резисторе, конденсаторе и катушке индуктивности при гармоническом воздействии. Исследуются мгновенная, полная, активная и реактивная мощности в этих элементах.

Исследуются амплитудно-фазовые соотношения для токов и напряжений в схемах, содержащих три компонента. Проводится измерение мгновенной, полной, активной и реактивной мощностей.

Лабораторная работа № 3. Исследование цепи однофазного

переменного тока при последовательном включении электроприемников. Исследуются физические процессы, происходящие в установившемся

режиме в цепи, содержащей последовательно соединенные активное, индуктивное и емкостное сопротивления, при изменении фиксированных значений емкостного сопротивления.

250

Лабораторная работа № 4. Исследование цепей переменного тока с

активно-индуктивным сопротивлением и активно-емкостным сопротивлением.

Исследуются амплитудно-фазовые соотношения для токов и напряжений при последовательном и параллельном соединениях активного и реактивного компонентов (резистора и конденсатора, резистора и катушки индуктивности). Изучаются временные диаграммы токов и напряжений при гармоническом воздействии. Исследуется связь мгновенной, полной, активной и реактивной мощностей для пассивного двухполюсника.

Лабораторная работа № 5. Исследование цепи однофазного

переменного тока при параллельном включении электроприемников. Исследуются физические процессы, происходящие в установившемся

режиме в цепи, содержащей параллельно соединенные активное, индуктивное и емкостное сопротивления.

Лабораторная работа № 6. Исследование последовательного

колебательного контура. Исследуются амплитудно-частотные характеристики элементов

последовательного колебательного контура (резонанс напряжений). Исследуются фазо-частотные характеристики элементов

последовательного колебательного контура (резонанс напряжений). Лабораторная работа № 7. Исследование способов регулирования

токов и напряжений в электроприемнике. Любой электроприемник или группа электроприемников переменного

тока (электрические машины, трансформаторы и т. д.) путем преобразований сводится к простой ветви, содержащей последовательно соединенные резистор и индуктивное сопротивление. Параллельное присоединение конденсатора эквивалентно широко применяемому на практике методу компенсации реактивной мощности.

Следовательно, исследуя такую простую цепь, можно получить достаточно полные представления о процессах, происходящих в реальных сложных и разветвленных цепях и устройствах, а также способах регулирования токов и напряжений в электроприемнике.

Лабораторная работа № 8. Исследование цепи трехфазного тока при

соединении электроприемников звездой. Исследуются цепи трехфазного переменного тока в симметричном и

несимметричном режимах, а также влияния нейтрального провода на величину фазных напряжений электроприемников.

251

Лабораторная работа № 9. Исследование однофазного трансформатора.

Исследуется однофазный трансформатор в режимах холостого хода, короткого замыкания и активной нагрузки.

Выполнение данных компьютерных лабораторных работ позволяет студентам изучить основные свойства простейших электротехнических схем и научиться измерять их характеристики.

Литература. 1. Электротехника и электроника в экспериментах и упражнениях./ Под

общей ред. Д.И. Панфилова.- М.: ДОДЕКА. 2000. Т.1.- 304 с.

ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ РАСПРОСТРАНЕНИЯ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ2

Субботина Т.Н. Ростовский государственный университет, ЮГИНФО tsub@rsu.ru

При изучении атмосферы или океана перед исследователями часто стоит задача моделирования распространения различных химических веществ, оказывающих влияние на жизнедеятельность данной среды. При этом, как правило, приходится использовать специальные программы для персональных компьютеров, в результате чего возникает необходимость в покупке дорогого программного обеспечения с заложенными в него основными характеристиками, изменение которых недоступно обычному пользователю. Чтобы преодолеть эти неудобства, был создан комплекс программ «ПРОМИС» для моделирования распространения и взаимодействия двух загрязняющих веществ в нерегулярной области.

Используемая в программном комплексе «ПРОМИС» модель переноса и химического взаимодействия двух примесей позволяет решать задачи разной физической природы, связанные с процессами конвекции и диффузии, такие как гидродинамика вязких несжимаемых жидкостей, распространение веществ и распределение температуры в атмосфере, в водоемах и т.д. При этом существует возможность учитывать многие факторы, которые имеют место в реальной среде: консервативность или неконсервативность примесей; вид источника – стационарный или движущийся, единственный или множественный; сброс может быть разовым, постоянным или осуществляться по некоторому закону; на границе области расчетов можно задавать различные течения или можно определить непроницаемость границы. Комплекс программ разработан таким образом, что пользователь

2 Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, проект N~03-01-00005, проект N~04-01-96807, программы "Университеты России", проект УР.03.01.272, программ "Развитие потенциала высшей школы", "Фундаментальные исследования и высшее образование" и гранта CRDF.

252

может управлять всеми этими факторами в процессе расчетов, меняя определенные параметры в необходимый момент времени.

Комплекс «ПРОМИС» состоит из двух основных блоков программ: 1. Модуль расчета распределения концентрации примесей

(функциональный). 2. Модуль графического отображения полученных данных (сервисный). Функциональный модуль рассчитывает распределение концентрации

двух примесей, взаимодействующих между собой и перемещающихся под действием конвекции и диффузии среды в заданный момент времени. Расчет осуществляется с помощью треугольной кососимметричной разностной схемы, специально разработанной и протестированной для такого класса задач. Сервисный модуль предназначен для наглядного представления информации, полученной в результате решения задачи с помощью первой программы.

Большую помощь в облегчении использования комплекса «ПРОМИС» может оказать диалоговый интерфейс между пользователем и программным обеспечением. При этом от пользователя требуется только некоторая минимальная «компьютерная грамотность», позволяющая вести с помощью монитора, клавиатуры и мыши диалог с программным обеспечением комплекса.

Еще одно преимущество данного комплекса – открытость его программного кода. При необходимости пользователи-программисты, зная основы алгоритмических языков, без особого труда могут внести изменения в модуль расчетов, заменив, например, метод решения задачи, задав поле скоростей в виде аналитической функции и т.д.

Пользователям-непрограммистам диалог позволяет самостоятельно ставить и решать «стандартные» задачи из предметной области комплекса, почти полностью не имея знаний о правилах выполнения программ на персональном компьютере.

НАВИГАТОР ГЕОИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ «АЗОВСКОЕ МОРЕ»

Сурков Ф.А., Чебаков И.М. Ростовский государственный университет sur@gis.rnd.runnet.ru

Геоинформационная система (ГИС) «Азовское море» как средство научно-образовательных телекоммуникационных систем предназначена для изучения и прогнозирования процессов, происходящих в Азовском море. Удобный и функциональный интерфейс пользователя при работе с ГИС «Азовское море» предполагает создание специализированного локального навигатора по ГИС «Азовское море».

253

Целью настоящей работы и является создание навигатора по ГИС «Азовское море», с помощью которого пользователь сможет реализовать следующие операции:

- Выбрать одну из входящих в систему карт и открыть ее для просмотра и считывания представленной на ней информацией.

- Выбрать один из входящих в систему модулей и войти в него с целью: выполнения сравнительного анализа, сопоставления, взаимного наложения карт (оверлей, корреляция); визуального анализа изменения тех или иных динамических показателей (например, количества осадков, температуры, силы ветра); работы с информационной подсистемой по рекам бассейна Азовского моря.

- Вызвать программу, демонстрирующую работу с ГИС «Азовское море».

- Получить краткую справочную информацию о системе. Базовыми задачами разработки навигатора являются: изучение и анализ

тематических блоков ГИС «Азовское море»; изучение и адаптация программного инструментального обеспечения; разработка типовых сценариев навигации; использование красивого дизайна и удобного интерфейса навигатора.

Навигатор размещается на сайте ГИС РГУ и предоставляет возможность любому пользователю перемещаться по иерархии системы по любой из ветвей, просматривая содержание разделов в целом, отдельных подразделов или карт, выбирать и открывать нужную карту.

СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ ЭЛЕКТРОННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО РЕСУРСА СПЕЦИАЛЬНЫХ МАТЕМАТИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН КОРПОРАТИВНОЙ КАФЕДРЫ

Сухинов А.И., Надолин К.А., Черепанцев А.С. Таганрогский радиотехнический университет, Ростовский государственный университет sai@rec.tsure.ru

В настоящее время, следуя общемировой тенденции, в российской системе высшего образования все большую роль начинают играть электронные средства обучения. Это определяется как потребностью в более широком информационном поле, так и в получении навыков самостоятельной работы студентов. Активизации этого процесса способствует и развитие сети Интернет и web-технологий, предоставляющих новые возможности в доступе к информационным обучающим материалам.

Использование в процессе обучения возможности электронных обучающих систем позволяет качественно изменить всю технологию предоставляемых образовательных услуг. В настоящее время электронный образовательный ресурс представляет полный комплекс взаимодействия студента и обучающей системы на всех этапах обучения. В отличие от

254

ранних подходов, при которых, как правило, имелась лишь общедоступная электронная версия учебника, конспекта лекций, типовых расчетов и т.д., в настоящее время имеющиеся системы включают возможность использования не только дополнительных учебных пособий, но и курсов практических занятий, лабораторных работ, самотестирования и контроля знаний. Кроме того, данные системы включают и возможности ведение документации по контролю как графика учебного процесса так и успеваемости.

Следует отметить качественное отличие использования электронных средств обучения при очной форме обучения от систем дистанционного образования. В отличие от последней, электронные образовательные ресурсы лишь расширяют возможности студента по получению дополнительной информации как по изучаемым разделам лекционно-практических курсов, так и по объективному представлению о полученных навыках и знаниях в процессе обучения. Актуальная в настоящее время задача повышение доли самостоятельной работы студента непосредственно реализуется в данной системе. При этом достигается адаптивность информационного потока (например, скорость восприятия информации определяет сам студент).

Систему обучения при этом можно представить схемой, представленной на рис.1.

Аудиторные лекционные занятия

Предварительная

проработка

материала

Расширенное изучение

Проработка слож

ных тем

Закрепление темы на практических задачах

Аудиторные практические занятия

Электронный задачник

Разбор правильных

решений. Реш

ение задач по теме

Ссылки на теоретический курс

Электронная самопроверка знаний

Экзамен (контрольный тест)

Электронный учебный курс

Рис.1.

Таким образом, можно выделить следующие необходимые компоненты

современного электронного ресурса обучения:

255

1) Наличие доступной электронной библиотеки учебных пособий и курсов.

2) Наличие электронных задачников с пояснениями решений и базой задач для самостоятельного решения.

3) Система контроля знаний студентов. Создание на базе Южно-Российского корпоративного университета,

куда входят РГУ, ТРТУ и ЮРГТУ, корпоративной научно-исследовательской кафедры математического моделирования и прикладной математики предполагает развитие и качественно новых подходов в области образовательного процесса, ведущегося по специальности «Математическое моделирование» на кафедрах математического моделирования РГУ, высшей математики ТРТУ и прикладной математики ЮРГТУ. Наряду с возможностями проведения совместных студенческих конференций, обменом ведущих преподавателей и т.п., качественно новую важную роль приобретает создание и функционирование совместных электронных образовательных ресурсов. Специфика корпоративной кафедры определяет следующие требования к электронному обучающему ресурсу:

1) Общедоступность электронного учебного материала при географической разобщенности пользователей.

2) Возможность включения всех видов занятий. 3) Унификация учебного материала по общим читаемым курсам. 4) Единая система требований к полученным навыкам и знаниям по

общим читаемым курсам 5) Использование современных сетевых возможностей по проведению

совместных занятий между удаленными слушателями и преподавателями. 6) Адекватность структуры обслуживания электронного

образовательного ресурса специфике корпоративной кафедры 7) Простота в работе. В настоящее время имеется большое количество программных

продуктов как зарубежных, так и отечественных фирм по организации электронных обучающих систем. Они представляют собой программные оболочки, позволяющие осуществлять как отдельную образовательную услугу, например, тестирование, так и полностью обслуживать весь учебный процесс. К последним относятся системы дистанционного обучения. Данные системы наиболее полно отвечают сформулированным задачам электронного образовательного ресурса корпоративной кафедры. Приведем основные характеристики отечественной системы дистанционного обучения «Прометей-4.1» (разработчик – институт виртуальных технологий в образовании, г.Москва). Среди организаций, остановивших свой выбор на "Прометее", такие известные учебные заведения, как МВТУ, МХТИ, МАИ, МИРЭА и др. Система разработана в соответствии с нормативными требованиями Министерства связи и Министерства Образования РФ и имеет соответствующие сертификаты. СДО "Прометей" опирается на стандартную платформу Windows 2000 Server со службой Active Directory и MS SQL

256

Server. Удаленные студенты имеют возможность не только готовиться к экзаменам по электронным учебникам, но и принимать самое активное участие в онлайновых мероприятиях: чатах (на web-основе или через MS NetMeeting), обмене файлами, живых видеоконференциях и т.п. Для работы с данной системой достаточно наличие стандартного браузера Netscape или Explorer и возможности выхода в Internet. Существенным фактором данной системы, отличающим ее от большинства аналогичных систем, является отсутствие ограничения на количество пользователей.

Укажем положительные стороны построения учебного процесса в данной системе, учитывающие специфику организации корпоративной кафедры.

1. Объединение всех электронных обучающих ресурсов на едином сервере с общей базой данных.

2. Общедоступность электронных обучающих ресурсов при наличии Internet и браузера как студентам, так и преподавателям.

3. Деление персонала на три категории: администратор (отвечает за функционирование всей системы); организатор (отвечает за функционирование отдельного курса обучения); тьютор (отвечает за работу с отдельной группой студентов). Такая структура является адекватной структуре корпоративной кафедры.

4. Наличие развитой системы разработки электронных версий тестов («Дизайнер тестов») и учебных пособий («Дизайнер курсов»).

5. Создание учебных курсов в html-формате с возможностью просмотра стандартным браузером и иерархическим построением предлагаемого материала. Такая система представления дает возможность получения как общей информации по интересующему разделу, так и используя гипертекстовые ссылки для получения более подробной и полной информации.

Использование электронного образовательного ресурса в учебном процессе корпоративной кафедры определяет решение двух задач:

8) разработка и создание электронных учебных курсов, пособий, задачников и баз данных тестовых заданий;

9) организация и проведение занятий в электронной образовательной среде, самостоятельная работа студентов.

257

Сервер корпоративной кафедры

СДО «Прометей» БД электронных библиотек

учебных пособий БД тестовых заданий

Система учета студентов и персонала

Текущая информация по учебному процессу

Администратор

Каф. ММ РГУ Организатор

Тьюторы

Студенческие группы

Каф. ВМ ТРТУ Организатор

Тьюторы

Студенческие группы

Каф. ПМ ЮРГТУ Организатор

Тьюторы

Студенческие группы

IN

TER

NET

Рис.2.

Возможности СДО «Прометей» позволяют решать данные задачи непосредственно в рамках каждой образовательной единицы корпоративной кафедры путем обращения по сети к единому серверу. Структура электронного образовательного ресурса кафедры схематически представлена на рис.2. Данная схема учитывает лишь структурные единицы кафедры, при этом работать в данной электронной системе может любой зарегистрированный в ней пользователь, имеющий доступ к WWW.

В рамках организованной корпоративной кафедры математического моделирования и прикладной математики разрабатываются электронные учебные курсы имеющие важное значение для осуществления как учебной миссии кафедры, так и для совместных студенческих научных работ.

На начальном этапе разработки электронного обучающего ресурса планируется создать полные электронные курсы, включающие лекционные, практические, лабораторные занятия и тестовые задания по таким предметам как «Уравнения математической физики», «Численные методы», «Математические методы в естествознании».

Литература. 1) Бовт В.В., Тихомирова Е.В. Опыт использования системы

дистанционного обучения «Прометей» для организации корпоративных тренингов в МЭСИ // Открытое образование. - 2003.- № 4. - С. 51-54.

2) Изучение математических дисциплин в компьютерной среде / Уч. пособие, под ред. Семенова В.В., М: МАИ, 1996.

3) Развитие компьютерных технологий в дистанционном обучении / Под ред. Семенова В.В. Информационные основы кибернетической компьютерной технологии обучения // Информатика и вычислительная техника. - М., 1997.

258

ДИДАКТИЧЕСКИЙ ПРОЕКТ ИЗНУТРИ

Фомин Г.В. Ростовский государственный университет, физический факультет fomin@rsu.ru

При создании дидактических проектов могут использоваться разные технологии – от простого набора текста в текстовом редакторе до создания сетевого самонастраивающегося проекта «клиент-сервер», способного манипулировать распределенными базами данных и содержащего громадное количество кода и мультимедиа-файлов.

В настоящем сообщении речь пойдет о дидактическом проекте среднего уровня. В нем нет мультимедиа, не используются распределенные базы данных. Этот проект не имеет клиентской и серверной части. Проект локален в том смысле, что все процессы, которые он создает и использует, работают в адресном пространстве одного компьютера. В то же время проект находится на WEB-сервере и не оставляет после себя на клиентском компьютере никаких следов, если пользователь намеренно не сохраняет файл проекта в своей файловой системе.

Проект посвящен одному из курсов теоретической физики - механике. В нем помещен конспект лекций по курсу в формате .doc и ряд интерактивных приложений, симулирующих отдельные задачи в контексте курса. Проект разбит на отдельные, одинаковые в структурном смысле модули. Для простоты везде в дальнейшем под проектом понимается такой структурный модуль, существующий в виде отдельного файла на WEB-сервере. Объем файла может быть любым, но автор посчитал разумным ограничить его объемом стандартной дискеты.

Прозрачность установочных действий Проект прозрачен для пользователя. От пользователя не требуется

каких-либо специальных установочных действий и действий по поддержке проекта в файловой системе среды. Пользователь не посвящается в детали того, как именно проект использует его файловую систему, надо ли его распаковывать и куда, какие действия совершать после распаковки и т.д. После завершения пользователем работы с проектом файловая система пользователя очищается от всех временных файлов. Небольшие текстовые файлы, содержащие примерные данные для некоторых задач, а также, подобные им файлы, создаваемые самим пользователем при работе с приложениями, остаются не тронутыми в каталоге временного размещения проекта.

При создании проекта автор старался до минимума сократить путь пользователя до входа в его содержательную часть. Наиболее короткая дорога – это нажатие клавиши Enter или щелчок по кнопке мышки. Все файлы с исполняемым кодом (exe, dll и т.п.), а также с данными для приложений, с текстами и рисунками упаковываются в один самораспаковывающийся файл. Это исполняемый модуль с расширением exe,

259

содержащий часть кода программы-упаковщика, с помощью которой производилась упаковка.

Автор не спрашивает пользователя, куда распаковывать материал проекта и что делать с ним дальше. Более того, пользователь может даже не переносить файл проекта с каталога сервера на свой компьютер. Интернет-браузер предоставит пользователю выбор - активизировать полученный файл «с лету», не сохраняя его в файловой системе, либо сохранить в указанном пользователем каталоге. Решив сохранить файл проекта, пользователь в дальнейшем будет иметь дело только с одним этим файлом.

Информация, которую выводит проект на экран, разворачивается в последовательности, имитирующей действия при работе с обычной книгой.

Все начинается с процесса распаковки, выводящего пользователя в окно обучающего приложения. Самораспаковывающийся файл выводит на экран краткую информацию о проекте и требованиях, предъявляемых к системе. Можно сказать, что это «корешок» или формуляр книги, к изучению которой намерен приступить пользователь. «Корешок» выводится распаковщиком, а текст «корешка» поставляется автором проекта на этапе установки опций распаковщика.

Далее происходит распаковка файлов во временный каталог. В процессе установки проекта отсутствуют какие-либо регистрационные действия, и реестр операционной системы никак не затрагивается.

Оболочка проекта После полной распаковки проекта код распаковщика автоматически, без

специальных действий со стороны пользователя, активизирует приложение-оболочку. Для этого используется специальная версия упаковщика, которая обеспечивает опцию с автоматической активизацией требуемого exe-файла. Использование этой опции облегчает задачу пользователя по загрузке проекта. В то же время, автоматическая активизация может быть запрещена настройками служб безопасности системы, на которой работает пользователь.

Активизированная оболочка (shell) представляет собой приложение, загружающее код дочерних процессов – содержательную часть проекта. Автор выбрал реализацию оболочки в форме оконного приложения.

Окно оболочки оформлено как обложка книги. На самом деле имеется два окна. Центральное окно воспроизводит

трехмерное изображение, иллюстрирующее содержание проекта-книги. Изображение анимировано. Более того, пользователь может даже варьировать ракурс и фактуру изображения обложки.

Модули проекта Проект является довольно сложным программным продуктом и состоит

из множества отдельных модулей.

260

Модульность проекта обеспечивает простоту в модернизации отдельных его элементов и его последующей сборки. Например, та же оболочка, состоящая из двух окон, включает в себя модули, описывающие коды этих окон. Окно с трехмерным изображением, в свою очередь, использует модули, описывающие классы изображаемых объектов – осей координат, твердого тела или отдельных частиц, другие элементы изображения. Те, в свою очередь, используют модули стандартных графических библиотек операционной системы компьютера.

Коды сложных объектов, демонстрируемых в трехмерном окне оболочки, не создавались специально для украшения обложки. Они взяты из модулей, работающих в основной части проекта – в его интерактивных приложениях.

Главное окно оболочки также состоит из модулей, содержащих код, активизируемый пользователем. Нажав кнопку окончания работы, пользователь не только завершает проект, но и активизирует приложение, убирающее все рабочие файлы проекта из его файловой системы, включая и свой собственный файл. Войдя в проект, т.е. «перевернув обложку», пользователь активизирует браузер – программу, обеспечивающую просмотр текста, статических изображений, навигацию, а также играющую роль оболочки, вызывающей интерактивные приложения проекта.

В качестве браузера можно было бы использовать стандартный Internet Explorer. Его достоинством является общедоступность. Но в приложениях, содержащих множество формул, статических иллюстраций, использование браузера Интернета оказывается неудобным. Поэтому предпочтение было отдано программе Winword. В то же время этот факт не лишает пользователя возможности сохранить текст и статические изображения в формате html с тем, чтобы в дальнейшем использовать для просмотра Интернет-браузер.

Знакомясь со статическим материалом, пользователь может полностью использовать возможности самого браузера по редакции материала и распечатки его в целом или отдельными фрагментами. Используя ссылки браузера, пользователь в соответствии с контекстом может перемещаться по тексту и вызывать интерактивные приложения, симулирующие в реальном времени тот или иной процесс, иллюстрирующий излагаемый материал.

Интерактивные приложения проекта и классы Наиболее трудоемкой и, в этом смысле, центральной частью проекта

являются, конечно, интерактивные приложения. Все интерактивные приложения проекта являются оконными и

представляют собой отдельные исполняемые модули (exe-файлы). Каждый исполняемый модуль получен в результате компиляции и объединения множества (иногда, десятков) кодовых модулей и библиотек (.dll). Библиотеки и компилируемые модули, созданные автором, содержат описания классов, используемых одновременно в нескольких приложениях.

Классы представляют собой довольно абстрактные, а потому, достаточно общие, фрагменты кода. Приложения динамически создают в

261

памяти компьютера объекты этих классов, обладающие конкретно требуемыми свойствами. Здесь в полной мере используются преимущества современных методов объектно-ориентированного проектирования. Использование этих методов делает приложения компактными, сравнительно легко обозримыми и в то же время обладающими очень широким спектром свойств. Например, класс интегрирования произвольной системы дифференциальных уравнений в обыкновенных производных, занимающий в коде приложения два-три небольших модуля, позволяет определять закон движения практически любой задачи механики. Другой класс определяет инерционные свойства произвольного твердого тела. Есть классы численного интегрирования, решения трансцендентных уравнений. Ряд классов создан для построения графического интерфейса. Например класс «спрайтов», позволяющий создавать эффект перемещения объекта, сохраняя в изображении окна его след-траекторию. Другие классы обеспечивают вывод на экран трехмерных образов с заданными изобразительными свойствами. Пользователь, манипулируя параметрами решаемой задачи, получает практически бесконечное число вариантов решений, наблюдая их в реальном времени.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ ПО КУРСУ «ПЕТРОГРАФИЯ»

Холодная И.А., Левченко С.В., Хардиков А.Э. Ростовский государственный университет, геолого-географический факультет levcenko@geo.rsu.ru

Кафедра минералогии и петрографии является старейшей в Ростовском госуниверситете. Основными дисциплинами кафедры являются такие фундаментальные курсы естествознания как «Кристаллография», «Минералогия», «Петрография» и «Литология». В соответствии с новыми «Государственными Образовательными стандартами» дисциплины преподаются студентам геологических и биологических специальностей.

Целью преподавания этих дисциплин является получение студентами необходимых знаний о составе, строении и условиях образования горных пород и связанных с ними полезных ископаемых. На лабораторных занятиях студенты овладевают методами исследования минералов и горных пород и приобретают навыки их определения. Значительный объем аудиторных занятий по курсу «Петрография» отводится микроскопическому изучению минералов в шлифах с помощью поляризационного микроскопа. Спецификой проведения занятий по данной дисциплине является то, что каждый из студентов работает за своим микроскопом со своим шлифом. Не смотря на специально подобранные коллекции шлифов, преподавателю необходимо, в процессе проведения занятий, индивидуально поработать с каждым студентом и на конкретном примере показать приемы и методы

262

диагностики минерала в шлифе, что требует больших временных затрат на подстройку микроскопа под глаза и просмотр шлифа. При десяти рабочих местах, преподаватель может уделить каждому студенту не более 8 минут (если не учитывать время на включение, выключение и неизбежную подстройку микроскопа).

В последние годы наметилась устойчивая тенденция на сокращение объема аудиторных занятий и увеличение времени на самостоятельную работу студентов, что повлекло за собой неизбежное сокращение объема материала, который преподаватель может донести до студентов во время занятий и как следствие определенные трудности при изучении некоторых специальных дисциплин требующих специальных лабораторий и оборудования.

Для улучшения восприятия материала студентами необходимо привлечение компьютерных технологий. Использование ПК дает целый ряд дополнительных возможностей и может значительно понизить временные затраты при изложении материала, но до недавнего времени это было невозможно осуществить технически.

В 2004 году на геолого-географическом появилась новая учебная петрографическая лаборатория включающая, десять новых поляризационных микроскопов, причем один из них приобретен в комплекте с цифровым фотоаппаратом. Благодаря этому в настоящее время кафедра минералогии и птрографии обладает современной материально-технической базой для эффективного обучения студентов.

Преподавателями кафедры разработан цикл лекций по курсу «Петрография» сопровождавшихся демонстрационными материалами в формате Microsoft Power Point, входящего в состав пакета “MsOffice”. Это дало возможность насытить лекции большим количеством высококачественного иллюстративного материала, и на конкретных примерах демонстрировать всей аудитории приемы и методы диагностики различных минералов, максимально охватив все разнообразие возможных их видов под микроскопом, что редко удается увидеть в одном шлифе. Подобная методика полностью оправдала себя, высвободив часть времени при проведении практических занятий, когда студент работает за микроскопом уже представляя, что ему предстоит увидеть и дало возможность за одно занятие просмотреть несколько шлифов по данной тематике.

Первый полученный положительный опыт подтолкнул к дальнейшему развитию, на основании чего принято решение расширить вспомогательную презентацию, насытить её подробным текстовым материалом и создать небольшой электронный учебник, включающий в себя несколько блоков (каждый из которых может изучаться независимо от других, или все в комплексе).

Пробный вариант учебника включает несколько разделов:

• «Оптические свойства породообразующих минералов»;

263

• «Вторичные изменения породообразующих минералов»; • «Структуры магматических пород»; • «Структуры метаморфических пород». За основу при создании учебника выбран HTML, не требующий

специального программного обеспечения (и при отсутствии спецэффектов) и особых навыков программирования. Кроме того данная технология позволяет включить обзорные фотографии шлифов непосредственно в текст с ссылкой на снимок высокого разрешения, позволяющий в деталях рассмотреть отдельные элементы изучаемого шлифа.

Вторым положительным моментом является то, что имеется возможность без особых временных (и нулевых финансовых) затрат пополнять и модернизировать учебный курс.

При наличии такого учебника у студента появилась возможность самостоятельно вернуться к той или иной теме и более подробно остановиться на отдельных моментах.

В настоящее время ведется апробация учебника при проведении занятий со студентами 3-го курса геолого-географического факультета.

Полученные результаты будут использованы при дальнейшем развитии данного и создании аналогичных учебников по другим дисциплинам.

ОБУЧАЮЩИЙ ПРОГРАММНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ РЕНТГЕНОВСКОЙ ФЛУОРЕСЦЕНЦИИ

Цветянский А.Л., Ничипорюк С.С., Еритенко А.Н., Дубинина Ю.А., Кирикович М.А., Дуймакаев Ш.И. Ростовский государственный университет, физический факультет Yulia03@phys.rsu.ru

В настоящее время для проведения реального эксперимента в области рентгеноспектрального флуоресцентного анализа требуется дорогостоящее оборудование. Ввиду его отсутствия представляется актуальной разработка пакета компьютерных программ, позволяющих заменить реальный эксперимент экспериментом на математической модели. С этой целью был разработан программный комплекс для моделирования интенсивности рентгеновской флуоресценции и проведения РСФА различными методами.

Данный комплекс предназначен как для проведения научных исследований, так и для обучения студентов, специализирующихся на кафедре физики твердого тела РГУ.

Пакет позволяет в течение нескольких минут моделировать многочасовой эксперимент. К достоинствам применения пакета относится возможность моделировать эксперимент без работы с источниками рентгеновского излучения.

В состав данного комплекса входят:

264

• программа для расчета интенсивностей рентгеновской флуоресценции рентгенонасыщенных («FLUOR») и рентгененонасыщенных («FLUPL») (пленочных) образцов;

• файл данных, необходимых для расчета интенсивностей рентгеновской флуоресценции, включающий: атомные номера, атомные веса, длины волн краев и линий;

• интерактивная периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева, позволяющая с помощью манипулятора задавать качественный состав анализируемых образцов;

• программа для расчета дифференциальных коэффициентов влияния («ALGRA»), в ней реализованы три основных способа оценки дифференциальных коэффициентов влияния;

• программа для автоматического выбора оптимальной формы регрессионного уравнения («KALAB»);

• программа для выявления погрешностей, вносимых в результаты определений на отдельных этапах анализа («DISAN»);

• программа «ALFAN» для реализации четырех вариантов метода теоретических поправок, наиболее удачно, по мнению авторов, учитывающих межэлементные влияния.

Основные элементы пакета созданы с помощью объектно-ориентированного языка программирования Delphi.

В качестве исходных данных вводятся атомные номера и концентрации элементов пробы, углы отбора излучения, параметры рентгеновской установки (атомный номер материала анода, толщина окошка рентгеновской трубки, напряжение на трубке, угол падения излучения на образец), поверхностная плотность образцов.

Программа расчета интенсивностей позволяет одновременно анализировать до двадцати образцов, выбирая один в качестве нормировочного.

Удобное руководство пользователя рассчитано как на опытного, так и на начинающего пользователя персонального компьютера.

Исходные данные сохраняются и могут быть использованы неоднократно, в том числе после корректировки.

Результаты расчетов можно сохранить на носителе электронной информации, вывести на печать.

Тормозной спектр анода трубки выводится в графическом виде. Расхождение между экспериментальными и расчетными данными не

превышает 2%. Для использования в качестве обучающей программы планируется

добавление демонстрационного ролика с основными этапами реального эксперимента.

265

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ИКТ В ПРЕПОДАВАНИИ ХИМИИ НА ХИМИЧЕСКОМ ФАКУЛЬТЕТЕ РГУ

Цупак Е.Б., Нарежная Е.В. Ростовский государственный университет, химический факультет zeugen@chimfak.rsu.ru, evn@chimfak.rsu.ru

Информатизация процесса образования привела к необходимости пересмотра роли и места информационных технологий в профессиональной деятельности преподавателя. Получение современного высшего химического образования требует качественного пересмотра способов обучения и включения в них возможностей ИКТ.

На химическом факультете РГУ в настоящее время созданы условия для активного использования ИКТ в образовательном процессе: оборудованы современные компьютерные классы; созданы рабочие места преподавателей, оснащенные мультимедийными комплексами с проектором и большеэкранным телевизором. С использованием офисных программ факультетскими преподавателями подготовлены лекционные курсы

- Органическая химия - Физическая химия - Химические основы жизни - Окружающий мир глазами физхимика - Методы органического синтеза - Интернет-технологии для химика - Химия в системе естественных наук - Новые информационные технологии и другие. При создании большинства курсов использовалась программа Microsoft

Power Point, которая не требует специальных знаний, проста в работе. В то же время она помогает богато иллюстрировать лекционный материал как статичными картинками, схемами, фотографиями, так и анимациями, позволяющими постадийно расписать протекание сложных химических реакций. С помощью презентаций преподаватель-химик легко выводит на экран сложные органические структуры, объемные уравнения, таблицы, изображения молекулярных орбиталей, кристаллических решеток и т.д.

Наличие хорошо оснащенных и доступных компьютерных классов позволяет студентам выполнять практические работы, проводить квантово-механические расчеты, использовать для самоподготовки методические разработки преподавателей химического факультета РГУ, размещенные на сайтах http://open-edu.rsu.ru, http://chemstudent.rsu.ru.

266

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ СОЗДАНИЕ ЭЛЕКТРОННОГО УЧЕБНИКА ПО ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ ДЛЯ СТУДЕНТОВ-ХИМИКОВ

Цупак Е.Б., Шевченко М.А. Ростовский государственный университет, химический факультет zeugen@chimfak.rsu.ru

Курс органической химии на химических факультетах классических университетов преподается, как правило, студентам второго-третьего годов обучения и относится к наиболее трудоемким учебным дисциплинам: на его изучение государственными образовательными стандартами отводится 500 часов общей трудоемкости, т.е. до 350 часов аудиторной нагрузки.

Строение органических молекул весьма сложное и трудности правильного представления их геометрии и порядков связей состоят не столько в количестве и виде атомов, входящих в их состав, сколько в том, что трехмерные структуры на классной доске или листе бумаги вынуждено изображаются плоскими. Химиками предложено несколько способов преодоления этого несоответствия. Например, проекции молекул Ньюмена, формулы Фишера и т.д. позволяют изображать на плоскости трехмерные химические объекты. Проекции помогают получить представление о пространственном строении молекул и применяются в тех разделах курса, где это играет принципиально важную роль. Обычно, однако, мы пишем формулы в виде прямых цепочек групп атомов или плоских циклов и это, к сожалению, вырабатывает привычку так их и представлять себе. Трудными для усвоения являются также механизмы органических реакций, т.е. постадийное описание всех актов взаимодействия реагирующих частиц и их превращений. Преодоление указанных проблем, в значительной степени, становится возможным в электронном учебнике, о чем будет сказано позднее.

В России ведется работа по созданию электронных учебников по химии. В качестве примера удачного опыта использования мультимедийных возможностей можно привести электронный учебник по органической химии для средней школы, созданный Г.И.Дерябиной, Г.В.Кантария, А.В.Солововым на кафедре органической химии Самарского государственного университета (http://www.chemistry.ssu.samara.ru/index.html). Работа над ним продолжается и сейчас, о чем можно судить по тому, что последние изменения внесены в феврале 2005 года.

Создаваемый нами электронный учебник будет доступен студентам химического факультета, т.к., во-первых, на факультете функционируют два компьютерных класса, во-вторых, в распоряжении студентов классы ЮгИнфо, которые посещаются химиками весьма интенсивно, в-третьих, многие студенты имеют домашние компьютеры с выходом в Интернет. Поэтому идея создания электронного учебника по органической химии представляется своевременной и целесообразной.

267

Мы поставили себе задачу подготовить для студентов химического факультета РГУ комплекс электронных учебных материалов по курсу органической химии, включающий в себя учебник, сборник задач и упражнений, комплект тестовых заданий для лабораторного практикума, анимации механизмов реакций, 3D формулы органических молекул. В основу учебника легли тексты лекций курса Органическая химия, которые один из авторов читает на химическом факультете в течение 12 лет. Лекционные записки ежегодно автором подвергаются переработке, редактированию, что способствует постоянному совершенствованию курса. Этот процесс изменения и дополнения происходит постоянно и лишь электронный формат учебника позволяет вносить в него новую информацию, улучшать способы подачи учебного материала, регулярно модернизировать интерпретацию тех или иных фактов в соответствии с последними достижениями науки.

Учебник состоит из отдельных глав, наименование и содержание которых соответствуют разделам Программы курса Органическая химия по направлению Химия и специальности Химия, утвержденной Советом по химии Учебно-методического объединения по классическому университетскому образованию. В 2004 году были подготовлены в формате MSWord тексты первых четырнадцати глав:

1) Введение (предмет и исторический очерк развития органической химии).

2) Теоретические представления в органической химии. 3) Стереохимия. 4) Алканы. 5) Алкены. 6) Алкины. 7) Алкадиены. 8) Циклоалканы и их производные. 9) Галогеналканы. Реакции нуклеофильного замещения при

насыщенном атоме углерода. 10) Одноатомные спирты. 11) Многоатомные спирты. 12) Простые эфиры. 13) Реакции элиминирования. 14) Металлоорганические соединения. Каждая глава содержит включенные в текст иллюстрации в виде

рисунков и графиков. Рисунки структурных формул органических соединений, изображение уравнений и схем реакций, а также их механизмов выполнены с помощью программ IsisDraw и ChemWin. Для построения графиков были использованы стандартные средства Windows (графический редактор Paint), математические формулы набраны с помощью редактора формул (Microsoft Equation). Некоторые, наиболее трудные для усвоения механизмы органических реакций (присоединение бром к алкенам, моно- и

268

бимолекулярное нуклеофильное замещение при насыщенном атоме углерода, моно- и бимолекулярное элиминирование), которые обсуждаются в пятой главе, представлены цветными клипами, подготовленными в среде Macromedia Flash MX. Пространственное строение типичных представителей хиральных соединений с одним и двумя асимметрическими атомами углерода подкреплено трехмерными цветными изображениями, которые можно передвигать и вращать на экране (с использованием технологии VRML) . Эти изображения позволяют получить наглядные представления об энантиомерах, диастереомерах, о мезо-форме винной кислоты и усвоить основные понятия стереохимии (к материалу третьей главы). Пространственное строение циклоалканов (глава 8) представлено на примере конформаций циклогексана (кресло, ванна и твист-конформация) клипами, подготовленными средствами Macromedia Flash MX.

Учебник открывается оглавлением, кликание на пунктах которого вызывает страницу соответствующей главы. Главы разделены на параграфы, быстрый переход к которым осуществляется с помощью нажатия на его название в горизонтальном меню, расположенном в начале страницы. В конце каждого параграфа имеется кнопка возврата к началу страницы. Анимации, иллюстрирующие механизмы реакций нуклеофильного замещения и реакций элиминирования, можно посмотреть, перейдя к ним нажатием кнопки «посмотреть механизм» в соответствующем месте текста и из главного меню.

В заключение следует сказать, что в 2004 году нам удалось создать первую часть электронного учебника по органической химии, охватывающую примерно одну треть курса. Студенты старших курсов, которые уже освоили курс органической химии, оценили результаты нашего труда весьма положительно. В 2005 году мы планируем составить оставшуюся часть курса и начнем подготовку к переводу в электронный формат сборника задач и упражнений.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОДЕЛЕЙ ГАЗОРАЗРЯДНЫХ ЛАЗЕРОВ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ

Чеботарев Г.Д., Пруцаков О.О., Латуш Е.Л. Ростовский государственный университет, физический факультет latush@phys.rsu.ru

Овладение знаниями в области физики газоразрядных лазеров входит в круг задач обучения студентов, специализирующихся на кафедре квантовой радиофизики физического факультета РГУ.

Наряду с такими традиционными формами обучения, как лекции, семинары и лабораторные занятия, для более успешного решения задач обучения студентов в учебном процессе используется разработанный на кафедре комплекс компьютерных моделей, позволяющий изучать физические процессы в газоразрядных лазерах.

269

Модели включают в себя основные физические процессы в плазме импульсно-периодического разряда, ответственные за накачку и инверсию населенностей в активных средах лазеров. Для совместного описания электрической цепи и газоразрядной плазмы система дифференциальных уравнений для токов и напряжений решается совместно с уравнениями для концентраций долгоживущих компонент плазмы, электронной и газовой температуры, уравнениями поуровневой кинетики, а также уравнениями для интенсивности лазерного излучения.

С использованием компьютерных моделей студенты могут анализировать влияние различных факторов на протекание процессов в плазме, а также изучать работу лазеров при различных условиях. Это способствует более глубокому пониманию физических процессов в активных средах лазеров. Наряду с использованием базовых версий моделей студенты принимают участие в разработке модифицированных версий, что позволяет им активно овладевать принципами численного моделирования.

Использование компьютерных моделей в учебном процессе помогает студентам:

- изучать физические процессы в газоразрядной плазме; - овладеть знаниями в области физики атомов, - изучать электронные устройства, обеспечивающие накачку

газоразрядных лазеров; - получать практические навыки расчета характеристик активных сред.

АВТОМАТИЗАЦИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАЧ С ПОМОЩЬЮ МАКРОСОВ

Черникова Э.В. Новороссийская государственная морская академия polyveld@mail.kubtelecom.ru

В процессе использования компьютерных технологий каждый из нас сталкивался с ситуацией, когда одно и то же действие приходится выполнять многократно, например, в текст документа вставляется некоторая аббревиатура, или находятся все таблицы в документе.

Эти действия можно автоматизировать с помощью макросов, и тогда запуск нескольких рутинных операций сведется к одному щелчку мыши, или к нажатию комбинации клавиш на клавиатуре, или выбору одной лишь команды из меню.

Макрос можно охарактеризовать как серию команд и функций, которые создаются самим пользователем и служат для автоматизации рутинных операций.

Макросы позволяют перепрограммировать приложение MS, например, MS Word, т.е. модифицировать его функции, изменить названия связанных с ними команд, изменить положение команд в меню, изменять кнопки на

270

панелях инструментов, встраивать дополнительные команды и функции и т.п.

Макросы можно выполнять всякий раз, когда необходимо выполнить данную задачу. Макросу может быть присвоены кнопка на панели инструментов, пункт меню или сочетание клавиш.

Перед тем как записать макрос, необходимо спланировать шаги и команды, которые он будет выполнять. При этом следует учитывать несколько моментов.

Во-первых, MS Word не записывает почти все действия, связанные с мышью, за исключением выбора команд меню, различных параметров в диалоговых окнах.

Например, в макросе нельзя запрограммировать перемещение курсора ввода и выделение фрагмента текста с помощью мыши, т.е. мышь может быть использована только для выбора нужных команд и параметров. А для того, чтобы контролировать положение курсора, пользователю потребуются клавиши-стрелки клавиатуры, т.е. чтобы выделить текст, придется нажать клавишу Shift и, удерживая ее двигать курсор.

Во-вторых, если при записи макроса была допущена ошибка, ее исправление будет также записано в программном коде макроса.

Для создания макроса достаточно включить запись и записать последовательность действий, т.е. для записи макроса используется команда Сервис-Макрос-Начать запись.

При записи макроса можно временно приостановить запись и продолжить запись позже с того места, где она была остановлена.

При записи макроса в MS Excel следует учитывать абсолютную и относительную адресацию ячеек. Если при записи макроса работать с абсолютной адресацией ячеек, то при запуске макрос будет выполнять действия с теми же ячейками, что участвовали в его записи.

Поэтому, чтобы, с помощью макроса обрабатывать произвольные ячейки, следует записать макрос с относительной адресацией.

По окончании записи макроса (и в MS Word, и в MS Excel) необходимо нажать кнопку Остановить запись

Составлять макросы не сложно, но можно пользоваться и готовыми. Например, в комплект MS Word включается файл macro60.dot (msword.dot). Этот файл содержит целый ряд полезных макрокоманд, которые в какой-то мере помогут пользователю работать с документом.

MS Word позволяет также создавать пять особых, автоматических, отличных от других макрокоманд: AutoExec, AutoNew, AutoOpen, AutoClose, AutoExit.

Эти макрокоманды выполняются автоматически при запуске MS Word, при создании нового документа, при открытии документа, при закрытии документа и при выходе из MS Word.

На кафедре Автоматики и вычислительной техники Новороссийской государственной морской академии в рабочую программу по дисциплине

271

Информатика многих специальностей включен раздел «Автоматизация выполнения задач с помощью макросов».

Изучение данного вопроса происходит путем выполнения курсантами лабораторных работ на ЭВМ в приложениях MS Word и MS Excel, цель которых показать и научить курсантов приемам автоматизации поставленных задач.

Стоит заметить, что курсанты после изучения темы «Автоматизация выполнения задач с помощью макросов» всякий раз удивляются, узнав, как много времени они раньше тратили на повторение одних и тех же действий.

СОЗДАНИЕ В WINDOWS-ПРИЛОЖЕНИИ СТРОКИ МЕНЮ С ПОМОЩЬЮ ИНСТРУМЕНТА «РЕДАКТОР МЕНЮ» В СРЕДЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ MS VISUAL BASIC 6.0

Черникова Э.В. Новороссийская государственная морская академия polyveld@mail.kubtelecom.ru

В среде проектирования MS Visual Basic 6.0 можно создать простейший текстовый редактор, способный открывать и закрывать документы, а также их сохранять и пересохранять. А также инструмент «Редактор меню» позволяет создавать в Windows-приложении строку главного меню.

При создании и запуске любого приложения MS Visual Basic 6.0 необходимо последовательно выполнить три операции: сначала создать интерфейс приложения, определить свойства у всех элементов приложения, написать, если требуется, программный код и запустить приложение.

В качестве примера рассмотрим следующую задачу: создать простейший текстовый редактор, который имел бы строку меню, в которую входили бы следующие команды – Файл, Открыть, Сохранить, Сохранить как и Выход.

После запуска среды проектирования MS Visual Basic 6.0 необходимо включитть в Toolbox инструмент Rich TextBox, выполнив команды Project, Components. Затем нужно выберать вкладку Controls и установить галочку напротив Microsoft Rich TextBox Control 6.0. Нажмите ОК.

Объект управления Rich TextBox предназначен для работы с текстовой информацией. С его помощью можно форматировать текст, редактировать, сохранять с указанным расширением файлы. С помощью объекта Rich TextBox можно создать два метода – LoadFile и SaveFile.

Чтобы ознакомиться с некоторыми возможностями среды проектирования, можно на Экранной форме создать объект управления с помощью Rich TextBox и наполнить форму содержанием, т.е. задать значения ее свойств: (имя) = Редактор, Caption = Текстовый редактор ChernElla.

Затем требуется установить свойства объекта Rich TextBox. Для этого выделите его. Выполните команды Вид, Окно свойств. Найдите свойство (Custom). Справа от него стоит кнопка с многоточием, щелкните ее.

272

На вкладке General в строке RightMargin поставьте число примерно на 500 меньше, чем то, которое стоит в строке Width (Ширина поля). Это необходимо для того, чтобы Ваш будущий текст в редакторе не «уходил» за правый край окна.

Откройте вкладку Appearance. В строке ScrollBars установите одно из подходящих Вам расположений полос прокрутки, например, вертикально. Нажмите кнопку ОК.

Откройте «Редактор Меню», выполнив команды: Tools, Menu Editor. В верхней части «Редактора Меню» в строке Caption запишите - Файл. В строке Name запишите идентификатор этой команды - File. Для перехода к следующей строке нажмите кнопку Next.

Организуем команду Открыть, которая является подкомандой команды Файл. Для этого в строке Caption запишите команду – Открыть и нажмите на кнопку с изображением стрелки указывающей направо. В строке Name запишите идентификатор этой команды, например, Open.

Аналогично можно организовать команды Сохранить, Сохранить как и Выход, которые являются подкомандами команды Файл. Нажмите кнопку ОК.

Напишем программный код для команды Выход. Для этого необходимо нажать команду Выход, в результате чего появится Окно программного кода. В этом окне появилась заготовка для программного кода – первая и последняя строки процедуры с именем Exit_Click(). Между этими двумя строками обычно и записывается программный код:

Редактор.Exit

Включите в Toolbox инструмент Common Dialog (выполните команды Project, Components). Выберите вкладку Controls и выберите из списка Microsoft Common Dialog Control 6.0, установив галочку. Нажмите ОК. Теперь можно поместить в любое место Экранной формы объект Common Dialog.

С помощью объекта Common Dialog можно создать только шесть методов – открыть (ShowOpen), сохранить (ShowSave), шрифт (ShowFont), печать (ShowPrinter), цвет (ShowColor) и справка (ShowHelp).

Установите свойства объекта Common Dialog. Выделите его и выполните команды Вид, Окно свойств. Найдите свойство (Custom).

В строке Filter нужно установить ограничения на тип открываемого или сохраняемого файла (так как мы создаем текстовый редактор, то значит должны работать с файлами, у которых расширение .txt, .doc, .rtf). Для этого в строке Filter запишите следующее:

Текстовые файлы|*.txt|Файлы Microsoft Word|*.doc|Файлы с расширением rtf|*.rtf

В строке FileName записывается имя файла, которое будет автоматически появляться в строке Имя файла диалогового окна Сохранить как, например, запишите: chernella1.

273

Откройте вкладку Font. В строке FontName запишите название шрифта, например, Times New Roman. В строке Flags поставьте число 3. Нажмите кнопку ОК. Создайте программный код, который бы позволял открыть нужный файл.

Нажмите команду Открыть текстового редактора, после чего появится Окно программного кода. В этом окне находится заготовка для программного кода процедуры Open_Click(). Между этими двумя строками поместите курсор и запишите следующий программный код:

CommonDialog1.ShowOpen RichTextBox1.LoadFile CommonDialog1.FileName Теперь необходимо проверить работоспособность написанной

процедуры. Для этого выполните команды Запуск, Запуск. Появится окно Вашего текстового редактора. Выполните в этом окне команды Файл, Открыть. Появится диалоговое окно Открыть файл, которое вызывает созданная Вами процедура Open_Click().

Создайте программный код, который бы позволял сохранить файл. Нажмите команду Сохранить как Вашего текстового редактора. Появилась заготовка для программного кода процедуры SaveAs_Click(). Запишите программный код:

CommonDialog1.ShowSave RichTextBox1.SaveFile CommonDialog1.FileName Аналогично можно создать программный код, который бы пересохранял

файл (команда Сохранить) текстового редактора. Между двумя строками заготовки запишите программный код:

CommonDialog1.ShowSave If CommonDialog1.FileName = "" Then SaveAs_Click Else RichTextBox1.SaveFile CommonDialog1.FileName End If Итак, в работе было показано, как можно создать простейшее Windows-

приложение со строкой главного меню с помощью инструмента «Редактор меню».

Различные эксперименты, как правило, вызывают большой интерес у начинающих пользователей среды проектирования Microsoft Visual Basic и позволяют получить основные навыки программирования.

274

КУЛЬТУРОЛОГИЧЕСКИЕ И ИНТЕРАКТИВНЫЕ ФУНКЦИИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Числова А.С. Ростовский государственный университет, кафедра английского языка гуманитарных факультетов chislova@english.rsu.ru

Сегодня работа современного специалиста немыслима без использования компьютерных сетей, интернета. Сообщества специалистов образуют, как правило, относительно замкнутые пространства – по специализации или интересам. Результатом такой деятельности, как считает И.Н. Розина [1], является формирование новых форм коммуникации между людьми в виде сетевых сообществ.

Интернет-сообщество, как любое другое объединение людей, имеет психологические, культурные, языковые особенности группового взаимодействия, регулирующие общение и взаимоотношения членов группы на основе правил – сетевого этикета (нетикета, netquette), характеристики функционирования и взаимодействия в реальной деятельности.

Аналогично предположению У. Эко о сосуществовании текста и гипертекста, книги электронных текстов, электронной почты, компьютерно-опосредованные коммуникации не столько заменяют другие средства коммуникации, сколько укрепляют уже существующие социальные структуры. Они дополняют другие формы коммуникации, расширяют охват социальных коммуникаций за счет новых возможностей интерактивности и свободы контактировать в удобное время.

И.А. Негодаев [2] отмечает, что компьютер, в свою очередь, оказывает существенное влияние и на человека, его общение, мышление, язык. "Общение" с компьютером изменяет характер межличностного общения самих людей, определяет совершенно новые черты общения.

Являясь многофакторным процессом, общение, по мнению И.А.Негодаева, выполняет различные функции: коммуникативную (обмен информацией), интерактивную (взаимодействие партнеров) и перцептивную (восприятие и познание друг друга партнерами). Иногда выделяют информационную форму коммуникации, предполагающую передачу сообщения в одностороннем, монологическом порядке, и процессуальную форму коммуникации, то есть осмысление коммуникации как процесса общения. "Такая коммуникация, - пишет И.П. Фарман, - имеет диалогическую форму и рассчитана на взаимное понимание" [3].

Применение технических средств как средств общения не ограничивается коммуникативной функцией. Эти средства могут выполнять интерактивную функцию (выдавать оценки, корректировать ошибки, обеспечивать опосредованное общение людей друг с другом, человека с машиной, машины – с человеком). Таким образом, возникают новые типы общения. Компьютер может приобщить человека к великим культурным ценностям и тем самым способствовать его интеллектуальному развитию.

275

Совершенствование экранных технических средств увеличивает свободу выбора личностью тех или иных культурных ценностей.

Прежде чем приступать к созданию собственных или внедрению готовых программных продуктов необходимо ответить на следующие вопросы: является ли использование информационных технологий тем, что отличает традиционную форму обучения от инновационной? Необходимо понять, каким образом такие технологии могут повысить качество учебно-педагогического процесса и каким образом учащиеся могут приобрести знания и навыки, необходимые для специалистов XXI века. Следует осознать и то, каким образом технологии могут воздействовать на обучение с точки зрения культуры, программы обучения, целей системы образования и критериев оценки. Можно ли достичь хороших результатов без фантастических затрат на оборудование, без огромной затраты времени на освоение и создание ПО при постоянно меняющихся (в сторону усложнения и совершенствования) технических средств?

Да, можно привести примеры, когда у преподавателя из всех технических средств в наличии имеются только 'доска и мел' и он добивается хороших показателей, обучая иностранному языку. В запасе у автора этой статьи огромный арсенал различных методов и методик по обучению иностранному языку, включая личностно-ориентированное обучение и новейшие методы: обучение в сотрудничестве, метод проектов, разноуровневое обучение. Существуют и другие подобные примеры. Есть люди, которые вполне обходятся без телевизора, предпочитая читать книги и не чувствуют себя менее образованными. Значит ли это, что мы не должны стремиться к совершенству в своей педагогической деятельности, или же что можно вообще в нашей современной жизни обходиться без радио, телефона, телевизора, компьютера и других технических средств?

Мы считаем крайне важным использовать информационные технологии, не только потому, что учащиеся оказываются в наше время более "подкованными" технически, более сведущими в плане умений и навыков общения со сложной техникой, но и потому, что сложились новые социальные, культурные, образовательные, экономические и политические условия. Ситуация обостряется ещё и в связи с новыми цивилизационными процессами и сменой ценностей.

Сегодня нет преград для общения на иностранном языке с носителями языка через Интернет. Сегодня, как никогда прежде, информация в любых сферах (научная в том числе), доходит до потребителя практически мгновенно. Многие хотят получить два, а то и три высших образования одновременно. Многие заинтересованы в получении новых знаний на протяжении всей своей жизни.

Не изменяя уже сложившейся на нашей кафедре традиции, мы строим наши программы на следующих принципах:

• создание единого содержательного сценария, который позволяет обучаемому оказаться участником педагогической игры;

276

• тщательный подбор фактологического и аутентичного языкового материала;

• тщательное продумывание интерфейса; • подбор аудио – видео и анимационных фрагментов, которые бы

дополняли текстовой материал, оживляли "реальную" ситуацию, способствовали эстетическому восприятию темы, но не отвлекали бы обучаемых от выполнения заданий;

• продумывание реплик и "спецэффектов" на правильные или неправильные ответы, способствующие межкультурной коммуникации и т.д.

Исходя из опыта работы по созданию и внедрению программных продуктов и последних разработок можно сделать выводы, что использование возможностей мультимедийных программ для интенсификации процесса обучения, воспитания культурных ценностей, моральных принципов связано с:

- четкой постановкой цели, т.е. контроль, обучение или обучение с контролем. Если цель – обучение, то какому виду речевой деятельности будет обучать программа? Какие знания, умения или навыки должны быть сформированы?

- формированием лексических, грамматических, фонетических понятий; а также

- лексических, грамматических, лексико-грамматических навыков и умений для чтения, говорения, аудирования и письма;

- погружением обучаемых в реальную языковую среду (имитация реальных ситуаций общения);

- обучение в диалоговом (интерактивном) режиме; - разнообразием форм предъявления изучаемого языкового материала; - использованием комплекса средств для презентации материала

(звука, графики, мультипликации, видео, таблиц, схем, алгоритмических предписаний вместо пространственных правил);

- показом языковых явлений в динамике; - варьированием языкового наполнения заданий, реплик, подсказок; - ускорением выполнения традиционных (на бумажных носителях)

видов заданий; - использованием различных форм контроля на основе программного

обеспечения; - возможностью просмотра, анализа, исправления ошибок; - возможностью многократного прослушивания или чтения текста; - возможностью неоднократного выполнения упражнений

(предоставление нескольких попыток); - рандомизацией заданий, вопросов в заданиях; - комплексностью дидактических материалов (включение в программы

словарей, справочников, кнопки "help"); - адаптивностью (возможность выбора – уровня сложности и объема

изучаемого материала; формата информации: видео-, аудио-,

277

текстовой; последовательности работы, времени на выполнение заданий и др.);

- наличием видов заданий, которые сложно или невозможно выполнить без компьютера;

- наличием разного рода реплик, а также других звуковых, изобразительных средств на правильные или неправильные ответы;

- интерактивностью и конструктивистким методом выполнения заданий;

- способностью пробуждать и воспитывать моральные, эстетические и культурные ценности;

- снятием психологических барьеров для стеснительных или не умеющих работать быстро;

- сбором статистических данных (о результатах предварительного и итогового тестов, об успешности продвижения по программе, о допущенных ошибках, о времени работы с программой, о количестве попыток).

Краткое описание двух последних разработок, созданных программистами Хаишбашевым А.В., Багдасарян А.Л., Кутовой Е. и компьютерным художником Заставным Д.А.:

American Studies Введение Невозможно изучать иностранный язык и не владеть минимальной

информацией о стране изучаемого языка, её обычаях и традициях. Соединенные Штаты Америки – одна из устных тем учебного плана по английскому языку для неязыковых вузов. Мы продолжаем осуществлять проверку пройденного материала, в частности в этой программе по географии, истории, культуре, языку США при помощи компьютера, что является одним из направлений нашей работы с новыми информационными технологиями в учебном процессе.

Цель и назначение Мы убеждены, что содержание учебных материалов должно быть не

только интересным, увлекательным и реалистичным, но также образовательным в широком смысле слова и социально значимым. Именно поэтому программа дополнена интересным фактологическим, иллюстративным материалом, занимательными упражнениями. Учебные материалы призваны сформировать у учащихся собственный стиль иноязычного речевого и социального поведения, а также интерес (и уважение) к культурным и социальным традициям других народов. Целью программы является: предоставить обучающимся новые сведения о стране изучаемого языка; познакомить с языковыми отличиями в британском и американском вариантах английского языка; осуществить электронный контроль изученного материала. Причем проверка умений и навыков осуществляется по всем видам речевой деятельности. Программа помогает

278

расширить диапазон знаний и преодолеть психологический барьер тем, кто, зная материал, испытывает сложности в общении.

Программа предназначена для студентов второго и третьего курсов. Программа разработана в лицензионной оболочке "TOOLBOOK-6".

"Prepositions" Введение В английском языке, грамматика которого строится особым образом и

значительно отличается от грамматики русского языка, особую роль играют порядок слов в предложении и п р е д л о г и.

Именно этому большому по объему, сложному для запоминания и очень важному аспекту английской грамматики, посвящается это программное обеспечение.

Цель и назначение Наглядно познакомить студентов с разными типами предлогов,

особенностями их употребления и исключениями из правил; закрепить эти знания в упражнениях, путем многократного повторения в ситуациях, включающих предлоги места, времени, движения и другие употребления предлогов. Показать разницу употребления предлогов в русском и английском языках.

Разработан единый сценарий, в котором описывается старинный замок с обитающим там приведением. Программа соблюдена в классическом стиле, т.е. в ней представлена теория (при необходимости студенты могут либо сначала изучить этот материал, либо обращаться к нему во время выполнения программы). Упражнения подобраны таким образом, что являются занимательными не только по оформлению, но и, по сути. В программе представлены все виды речевой деятельности: аудирование, чтение, говорение и письмо. Программа снабжена подпрограммами "Помощь", "Словарь", "Выход в меню".

Программа предназначена для студентов с первого по третий курс, так как предлоги являются ключевым аспектом грамматики и к их повторению можно и нужно периодически возвращаться.

Программа разработана в оболочке "FLASH" – Free-ware и выставлена на сайте кафедры www.english.rsu.ru

В перспективе кафедра планирует (при активной и заинтересованной поддержке сотрудников и студентов мехмата, сотрудников ЮГИНФО)

- осуществить модернизацию и реконструкцию ранее разработанных программ в новой версии Toolbook – 2004 (Trial-ware), или одной из версий Flash, сделать их конкурентоспособными на рынке сбыта.

- разработать методические указания для преподавателей с описанием целей, задач, назначением, а также преимуществом использования НИТ в учебном процессе;

- создать демо версии программ и разместить их на кафедральном сайте.

279

Сформировать группу по тестированию качества знаний студентов из 7 преподавателей, освоить оболочку "Тестирование" и создать тренировочные обучающие тесты по английскому языку для ДО.

Литература 1. Розина И.Н. Интернет-сообщество специалистов в области

коммуникации // Новые инфокоммуникационные технологии в социально-гуманитарных науках и образовании: современное состояние, проблемы, перспективы развития. М. 2003, стр. 392-3

2. Негодаев И.А. Информатизация культуры, Ростов-на-Дону, ЗАО "Книга", 2003, стр.216-219

3. Фарман И.П. Модель коммуникативной рациональности на основе социально-культурной модели Юргена Хабермаса // Рацинальность на перепутье: В 2-х кн. Кн.1. – М..: РОССПЭН, 1999, стр. 286

СОЦИОЛОГИЧЕСКИЙ АСПЕКТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ОБУЧЕНИИ

Числова А.С. , Катичева М.Г. Ростовский государственный университет, кафедра английского языка гуманитарных факультетов chislova@english.rsu.ru, hsolt@mail.ru

Новые информационные технологии широко внедряются в материальное производство, науку, культуру, образование и повседневную жизнь человека. Развитие всех форм человеческой деятельности сопряжено с использованием огромного объема знаний, которые обновляются невиданными ранее темпами. Очевидно, что справиться с обработкой, систематизацией и анализом все возрастающего объема информации можно только с помощью новейших технологий. Особенную актуальность приобретает использование информационных технологий в непрерывном образовании, поскольку знания устаревают прежде, чем выпускники учебных заведений получают дипломы и аттестаты.

Повсеместно расширяется спектр информационных технологий, используемых в обучении, объективно отражая процесс формирования нового информационного общества. В свою очередь, информатизация один из главных факторов, вызывающих кардинальные изменения в образовательной сфере. Переход к информационному обществу, в котором знания, информация выступают в качестве основной социальной ценности, означает радикальные изменения в образовании, его целях, задачах, функциях и методах.

Сегодня социальная функция системы образования понимается как формирование способности личности быть мобильной, динамичной, обретающей устойчивость, главным образом не в опоре на традицию, а в

280

динамичном развитии и самореализации. Общество помогает личности адаптироваться и социализироваться, выстраивая гибкую систему образования. С ее помощью личность обретает желательный для общества образ.

Ролевая функция современной системы образования нацелена на формирование способности личности изменять свое поведение в зависимости от условий, диктуемых социальной средой, свободно входить в разные среды и использовать разные социальные роли.

Актуализируется и выдвигается на первый план гуманистическая функция образования, поскольку именно личность является целью общественного прогресса, ее интеллектуальное, нравственное, эстетическое и физическое развитие. Другие функции образования также претерпели существенные изменения.

Образование модифицируется не только функционально, но и системно. Рассматривая образование как социальный институт, ученые подчеркивают, что «... оно должно гибко адаптироваться к изменениям социальной среды, и, как следствие, меняться само»3. Совершенствуя методы обучения, по существу, создается новая технология образования, которая развивает познавательные и творческие способности учащихся. Эти методы изучает и формирует новая педагогика – креативная. Старая парадигма образования становится тормозом на пути реализации новейших методов обучения. Идет активный поиск новой концепции образования. На смену «традиционному» «поддерживающему обучению» приходит «инновационное». Стержнем поддерживающего обучения выступал классический тип научной рациональности, акцентировавший внимание на объекте познания, на получении объективно истинного знания о мире. Этот вид обучения формировал механическую картину мира и технократическую культуру мышления. «Поддерживающее» обучение опиралось, главным образом, на передачу готовых знаний и методы решения задач с однозначными, заранее известными преподавателю ответами.

Идеологию, методические подходы и инструментарий для развития личности, отвечающей современным цивилизационным требованиям содержит концепция «инновационного обучения». Ее возникновение обусловлено поступающими в последнее десятилетие сигналами социальной среды, меняющейся в режиме возрастающего ускорения. В обществе обозначилась потребность в механизме опережающего обучения, основанном на принципах непрерывности и самостоятельности. Содержание и методы инновационного обучения ориентированны на освоение методологии творческой, созидательной деятельности, формировании инновационной способности, т.е. создавать то, о чем может и не знать даже преподаватель.

Получить ощутимый социальный эффект от реализации концепции «инновационного обучения» общество сумеет лишь при условии

3 Розин В. Образование как синергическая система // Лицейское и гимназическое образование. 1998. №2, стр. 24.

281

органического соединения процесса получения нового знания с его распространением. Иными словами, образовательные технологии должны основываться на новейших средствах связи и информационных технологиях. Всестороннему осмыслению процесса информатизации образования препятствует ряд терминологических и понятийных противоречий, возникающих в связи с быстрой эволюцией технологических и организационных моделей современного образования.

Специальная литература изобилует различными вариантами формулировок близких по смыслу: «технология обучения», «образовательные технологии», «технологии в образовании» и множество других. При всем разнообразии, определения, представленные в публикациях, можно объединить в группы, отражающие две линии. Одна из них, представленная Е.Полатом и др., ориентируется на применение в учебном процессе новейших технических средств обучения (в том числе информационных), а другая(В.Кинелев и др.) выделяет проектирование учебного процесса (целей, содержания, методов) в целом.

В научном обороте уже давно утвердился термин «Информационные образовательные технологии» - ИОТ. Однако, разброс в его интерпретации довольно широк. Чаще всего ИОТ рассматривается как компьютерные технологии обучения, используемые в учебном процессе для передачи знаний и контроля над их усвоением. Предполагается, что эти технологии должны отвечать основным принципам технологий педагогических:

• Предварительное проектирование; • Целостность; • Воспроизводимость; • Инновационность; • Вариативность решения задач. Другая распространенная трактовка ИОТ сводит их содержание к

современным способам обработки информации: ее получению, преобразованию, передаче, воспроизведению.

Иногда под ИОТ подразумевают использование в обучении компьютерных сетей, в том числе ИНТЕРНЕТ, т.е.обмен информацией между учебными заведениями, преподавателями, учащимися, проведение телеконференций и т.д.

Разновидностью ИОТ считается дистанционное обучение, основная характеристика которого – возможность создания психолого-педагогических условий для полного усвоения материала каждым учащимся.

Активные сторонники дистанционного обучения, к которым мы причисляем и себя, считают, что со временем эта форма станет ведущей за счет низкой стоимости образовательных услуг и высокой эффективности подготовки по сравнению с заочной и вечерней формами обучения. Использование дистанционных образовательных технологий способствует углублению реформирования образования в направлении его

282

демократизации, гибкости, доступности, гуманизации; решает целый ряд не только образовательных, но и социальных проблем.

По нашему мнению, потенциал социальных возможностей дистанционного обучения в России достаточно широк, поскольку этот вид обучения не имеет ни возрастных, ни территориальных, ни гендерных, ни статусных, ни имущественных, ни физических ограничений. Кроме того, его высокая адаптивность к уровню базовой подготовки, материальному положению, здоровью, месту жительства позволяет значительно расширить диапазон социальных возможностей образовательной системы для различных слоев общества, в том числе малоимущих и социально незащищенных. Поэтому мы считаем, что национальную систему дистанционного обучения в России можно рассматривать как гуманитарный проект.

Стремление человечества к тотальной компьютеризации неудержимо. Отдельные ученые приводят аргументы, раскрывающие негативное влияния компьютеризации на общество, человека, его мышление. Немецкий психолог Вольперт утверждает, что компьютеры снижают творческие способности человека, приводят к психологическим и физическим отклонениям. Он предполагает, что механизация интеллекта приводит к отчуждению знаний. Вольперт считает, что прерогатива принимать решения может быть передоверена компьютерам « только в том случае, если они расширяют возможности людей, или, по крайней мере, не сужают их»4.

Другая группа ученых признает, что опасности и угрозы существуют, но они преодолимы. Например, К. Хефнер видит возможность выхода из данного положения путем создания гуманно-компьютеризированного общества.

Электронная среда способна формировать такие характеристики, как склонность к экспериментированию, гибкость, связность, структурность. Эти качества создают условия для творческого учебного познания. Появляются возможности по-новому воспринимать кажущиеся очевидными факты, находить способности соединения далеких на первый взгляд вещей, устанавливать оригинальные связи между новой и старой информацией.

Компьютер является мощным средством оказания помощи в понимании людьми многих явлений и закономерностей.

Сегодня грань, отделяющая знания от технологии становится условной. Новая технология основана на научных знаниях, а знания с невероятной быстротой распространяются, усваиваются и внедряются при помощи информационных технологий. Человечество вступает в эпоху информационно-индустриального общества, основанного на знаниях. Тот, кто своевременно не оценит его возможностей и не воспользуется ими, обречен не просто на отставание, но и на исчезновение в качестве члена сообщества, влияющего на историческое развитие.

4 Volpert W. Macht die Arbeitam Computer Stumpf // Bieder Wissenschaft. 1984, №11 s. 94.

283

СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ АНГЛОЯЗЫЧНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ РЕСУРСЫ , СПОСОБСТВУЮЩИЕ РАЗВИТИЮ МЕЖКУЛЬТУРНОЙ КОМПЕТЕНЦИИ

Числова А.С., Солтовец Е.М. Ростовский государственный университет, кафедра английского языка гуманитарных факультетов chislova@english.rsu.ru, hsolt@mail.ru

Интернет, всемирная информационная система, образует киберпространство, идеальную реальность, рождающую киберкультуру со своими понятиями, ценностями, образом мыслей и языком.

По коммуникативным свойствам, считает И.А. Негодаев [1], Интернет интегрирует возможности книгопечатания, телевидения, телефонии и подмешивает в этот взрывоопасный коктейль еще и невероятную свободу действий.

Развитие глобальной компьютерной сети Интернет открыло новые перспективы совершенствования мировой образовательной системы. Это отражается как на технической оснащенности образовательных учреждений, их доступе к мировым информационным ресурсам, так и на использовании новых видов, методов и форм обучения, ориентированных на активную познавательную деятельность учащихся. Благодаря средствам новых информационных и коммуникативных технологий появилась новая технология обучения, а именно дистанционное обучение. ДО, основанное на использовании технологий Интернета, выполняет ряд новых функций и предполагает реализацию определенных принципов, среди которых большое значение имеет принцип распределенного сотрудничества, интеграции, вхождения в мировое сетевое образовательное сообщество. На данном этапе внедрение компьютерных технологий и Интернета в школах и ВУЗах происходит накопление информационного потенциала внутри каждого отдельно взятого учреждения. Дальнейшее продвижение в этом направлении сдерживается лишь недостаточным количеством преподавателей, имеющих специальную подготовку в области создания и использования средств информационных и коммуникационных технологий в учебном процессе. Что касается иностранных языков, хорошую инициативу проявил МГУ, факультет иностранных языков, который провел первый семинар по подготовке специалистов в области применения информационных технологий в преподавании иностранных языков и межкультурной коммуникации.

Современная парадигма образования подразумевает сдвиг от знаниецентричной модели к компетентностной. Обучение – это не просто трансляция информации. Целью его должно стать формирование компетенции – то есть не только умений, но и способностей личности.

В обучении иностранному языку сам язык является одновременно и целью, и средством формирования компетенций, уровень развития которых определяется в совокупности готовностью и способностью общаться.

284

Одной из самых важных для межкультурного общения является компетенция социокультурная. Она включает в себя умение найти общее и культурно-специфическое в различных социумах, а также в последнее время отошедшее немного в сторону умение представлять родную культуру с учетом межкультурной интерференции. Это также и развитие толерантности, способности оставлять право на инакомыслие и право отстаивать свою позицию. В данном случае в аудитории преподаватель зачастую выступает как представитель другой культуры.

Однако следует признать, необходимости формировать компетенции учащихся как нельзя более отвечают информационные ресурсы глобальной сети. В числе достоинств их использования можно назвать:

- усвоение знаний в ходе реальной коммуникации, в частности, с носителями языка; - изменения в личной поведении под влиянием полученных знаний; - большая уверенность в языковом выражении; - выработка чувства общности, принадлежности и формирование навыка командной работы; - развитие творческого потенциала как следствие реализации принципа учебной автономии, самостоятельность учащихся в трактовке и выполнении задания. Кроме того, подобный вид работы как нельзя более отвечает и другим

принципам образования, как-то: многоуровневости и нелинейности (учащийся всегда имеет возможность маневра, возврата и т.д.), а также мобильности, гибкости и вариативности. Достигается и иная цель – вовлечение студентов в процесс межкультурной коммуникации через информационные ресурсы, медиа-ресурсы, электронную почту и др., причем коммуникация может носить как учебный, так и профессиональный, либо личный характер. Хотя общей сферой общения для учащихся остается образовательная среда, в практической работе студенты сталкиваются с проблемами различного восприятия времени, пространства, значимости, а также на практике ознакомляются с понятиями нетикета, толерантности, культурных стереотипов.

В процессе такого обучения студент определенную часть времени самостоятельно осваивает в интерактивном режиме учебно-методические материалы, проходит тестирование, выполняет контрольные работы под руководством преподавателя и взаимодействует с другими студентами "виртуальной" учебной группы [2]. Образование с использованием Интернет-технологий является современной универсальной формой профессионального образования, ориентированного на индивидуальные запросы обучаемых и их специализацию. Использование информационных ресурсов предоставляет всем желающим возможность непрерывно повышать свой профессиональный уровень с учетом индивидуальных возможностей.

В числе специализированных ресурсов, оказавшихся полезными при изучения языка студентами, в нашем случае, отделения истории

285

международным отношений исторического факультета, можно назвать ресурсы справочно-поискового, коммуникативного, информативного и обучающего характера.

Cправочные системы: www.webster.com – толковый словарь английского языка

(монолингвальный). Статьи сопровождаются аудиофалом произношения. www.multitran.ru – один из наиболее полных on-line словарей (перевод с

5 языков) с многочисленными тематическими подкатегориями и автоматической сортировкой фраз, идиом и оборотов с использованием искомого слова. Помимо того, в рамках сайта действует форум переводчиков, где можно получить консультацию, обсудить спорные случаи, а также пообщаться с билигвальными носителями языка.

www.voycabulary.com – сайт позволяет переводить выделенные слова и предложения других информационных ресурсов.

www.visualthesaurus.com/index.jsp - наглядное трехмерное изображение однокорневых либо связанных тематически слов (так называемый spiderweb) с их значениями.

www.pdictionary.com – словарная статья сопровождается картинками и закрепительными упражнениями.

www.britannica.com - электронная версия британской энциклопедии. Коммуникативные ресурсы: www.webtv.uran.ru , www.vrvs.org – видеоконференции в сети позволяют

студентам если не участвовать, то хотя бы следить за дискуссиями по близким им темам, а также позволяют ознакомиться с порядком, стилем и этикетом проведения сетевых дебатов и обсуждений.

www.webcast.berkeley.edu – видеолекции самой широкой тематики профессоров университета, а также приглашенных специалистов.

http://www.bbc.co.uk/worldservice/learningenglish/youmeus/di... - дискуссионный лист, поддерживаемый сотрудниками ВВС. Все письма поступают к ведущим листа, которые придирчиво их отбирают, изредка вставляют свои комментарии и только после этого рассылают. Подписчики - их более двух тысяч - живут в самых разных частях света, поэтому одной из самых популярных тем обсуждения являются межкультурные отношения.

http://www.teflfarm.com/communicate/mailing_lists.htm - эти дискуссионные листы создал увлеченный интернетом учитель английского как иностранного, живущий во Франции. Теперь их уже пять: для учителей, для любителей обсудить явления английского языка, для поэтов, прозаиков и лист для общения на любые темы. Участники веселы, дружелюбны и с радостью принимают в свои ряды увлеченных английским.

www.pen-pal.com - сайт, приглашающий всех желающих найти друзей по переписке. Их число возрастает почти на миллион людей каждые 2 года.

Информативные ресурсы: www.worldwidewords.org – на сайте регулярно публикуются статьи и

материалы по этимологии, развитию, изменению значений и курьезам

286

употребления различных слов, выражений и идиом, от древнеанглийского до лексики, непосредственно связанной с современными реалиями. Несмотря на то, что сайт создан профессором британского университета, материал изложен легко и занимательно. Здесь же можно получить консультацию автора, задать свой вопрос, или обсудить прочитанное.

http://www.eslnotes.com/synopses - краткое содержание фильма, список действующих лиц, вопросы для обсуждения фильма и список слов и выражений из фильма, которые могут вызвать затруднения.

http://www.guardian.co.uk - одна из лучших британских газет. Сайт обновляется ежеминутно. Помимо статей, для доступа к которым не нужно регистрации, на сайте есть система форумов, где можно обсудить последние события в мире и устроить словесную дуэль с англоязычными собеседниками.

http://www.bartleby.com - онлайн-библиотека англоязычной прозы и поэзии. Есть и любопытные подборки книг по английскому языку.

http://www.historychannel.com/speeches/index.html - Коллекция аудиозаписей выступлений известных людей нашей эпохи. Основная масса - речи американских президентов, но попадаются и записи европейцев, например, Горбачева или королевы Великобритании.

Сайты обучающего характера: www.eg.cz – сайт позволяет проверить свой уровень владения языком,

пройдя соответствующие тесты. www.eslflow.com – упражнения сгруппированы по видам и уровням,

лексике, грамматическим темам, снабжены ключами и комментариями. www.onestopenglish.com - сборник готовых «уроков» на развитие

различных умений, советы обучаемым и обучающимся, консультации у англоязычных преподавателей английского.

http://testmagic.com/Knowledge_Base/TOEFL - сайт школы американского английского, которая помимо рекламы своих курсов предлагает бесплатные пробные тесты TOEFL, помощь в написании экзаменационных эссе, советы по подготовке и сдаче экзамена и другие полезные сведения тем настойчивым индивидуумам, которые не упустят любую возможность подготовиться к TOEFL бесплатно.

Это лишь краткий список тех ресурсов, которые оказались полезными или были задействованы в учебный процесс студентов данного отделения. Безусловно, возможности информационных технологий на данном этапе используются скудно и лишь частично, причиной чему служит как недостаток времени, так и оставляющее желать лучшего техническое обеспечение.

Список литературы 1. Негодаев И.А. Информатизация культуры. Ростов-на-Дону, ЗАО

"Книга", 2003, стр. 242 2. Полат Е.С. Новые педагогические и информационные технологии в

системе образования/ Под ред. Е.С. Полат. М., 2001

287

СИСТЕМА ГЕНЕРАЦИИ РАСПИСАНИЯ ЗАНЯТИЙ ФАКУЛЬТЕТА ВЫСОКИХ ТЕХНОЛОГИЙ

Чурсин А.В., Бордюгов А.С. Ростовский государственный университет, факультет высоких технологий

Правильно составленное и оптимизированное расписание занятий позволяет сохранить высокую работоспособность на протяжении учебного дня, недели, четверти, сессии. Для системы генерации расписаний (СГР) занятий на факультете высоких технологий входными параметрами являются: учебный план и банк аудиторий, а выходными – оптимизированное расписание. В качестве управляющих факторов приходятся ограничения, налагаемые на систему и непосредственно алгоритм эвристического поиска, используемый для создания системы на программном уровне, а механизмами (ресурсами, необходимыми для проведения работы) выступают аппаратное обеспечение, программное обеспечение и непосредственно персонал. Взаимодействие системы с внешней средой показано на рис.1 в виде контекстной SADT-диаграммы.

Рис.1. Контекстная диаграмма процесса генерации расписаний Функциональная декомпозиция процесса показала в среде BPwin, что

составление и оптимизация учебного расписания это довольно трудоемкий процесс, требующий привлечения экспертов в этой области и достаточного количества необходимой информации. В процессе компоновки расписания эти данные неоднократно анализируются и проверяются. На первом этапе экспертами анализируются информация о преподавателях и банк аудиторий, при этом учитывается условие отсутствия окон у преподавателей и допустимая загруженность аудиторий. После каждого сеанса декомпозиции

288

проводятся сеансы экспертизы - эксперты предметной области указывают на соответствие реальных процессов созданным диаграммам. Найденные несоответствия исправляются, и только после прохождения экспертизы без замечаний можно приступать к следующему сеансу декомпозиции. Так достигается соответствие модели реальным процессам на любом и каждом уровне модели. Синтаксис описания системы в целом и каждого ее фрагмента одинаков во всей модели. Каждый процесс анализа осуществляется путем подключения соответствующего, реализованного на программном уровне, модуля. Основным методом компоновки расписания является алгоритм эвристического поиска. Весь процесс составления расписания постоянно подвергается проверке условий, налагаемых на систему, в результате невыполнения одного из условий происходит перекомпоновка расписания с уже удовлетворяющими условиями и, в пределе, получается оптимизированное расписание.

Например, процесс анализа загрузки аудиторий представляет собой итеративный и предполагает первоначально просмотр и загрузку всех аудитории согласно учебному плану, а потом происходит сопоставление специализированной аудитории соответствующему предмету (т.е. не могут в компьютерном классе вести лекции по истории). При этом подключается модуль анализа загрузки аудиторий. Аналогично анализ нагрузки преподавателей определяется в результате составления расписания, а затем проверяется полученное значение с допустимым значение нагрузки преподавателя. В результате мы получаем окончательную информацию по загрузке преподавателей с учетом всех ограничений. Логическая модель составления и оптимизации расписания полученная в среде ERwin представлена на рис.2.

Nagruzkaprepod/predmetKyrs (FK)specialnost (FK)id prepod (FK)

kol chasov

Uchebniy planKyrsspecialnost

Predmetkol chasov

Prepodovateliid prepod

FamiliaImyaPredmetPredpoch vrema

Auditorianomer auditoriy

tipvmestimostdopustimay nagruzka

Raspisanieid prepod (FK)Kyrs (FK)semestrNomer gruppi (FK)specialnost (FK)prepod/predmet (FK)nomer auditoriy (FK)

GruppaNomer gruppiKyrs (FK)specialnost (FK)

kolichestvo chel

Рис.2 Логическая модель «составления и оптимизации расписания»

289

Как видно из диаграммы, зависимыми сущностями являются: расписание; нагрузка; группа; а независимыми: преподаватели; учебный план; аудитории. При этом все связи между сущностями отражают отношение один-ко-многим.

Информационное моделирование системы управления расписания является весьма серьезной задачей для любого специалиста, поскольку необходимо учитывать различные факторы, напрямую влияющие на составление самого расписание и его оптимальность, как для преподавателей, так и для студентов.

Использование инструментов компании PLATINUM technology: BPwin и ERwin совместно помогло правильно оценить стоящие задачи, предложить адекватное решение и разработать центральную часть любой информационной системы - базу данных. Эти инструменты сами по себе не являются решением проблемы, но позволяют сконцентрироваться на собственно разработке системы и снизить потери времени, которые обычно происходят при согласовании моделей со специалистами предметной области. Кроме того, использование этих инструментов дает возможность получить набор полностью документированных и согласованных моделей, что в значительной степени облегчит поддержку созданных систем в будущем, а также может быть повторно использовано при разработке других систем.

ЭЛЕКТРОННОЕ СОПРОВОЖДЕНИЕ К ШКОЛЬНОМУ УЧЕБНИКУ «ФИЗИКА» 11 КЛАСС

Шагинян К.Б., Файн Е.Я. Ростовский государственный университет, физический факультет fine@phys.rsu.ru

Как и всякая естественнонаучная дисциплина, физика оперирует моделями явлений и процессов, причем, по нашему мнению, они наиболее простые и в широком смысле механистические.

Целью данной работы являлось создание компьютерных демонстраций физических опытов, явлений, процессов и составление методических рекомендаций для педагогов по использованию их в процессе изложения теоретического курса физики. Данные компьютерные демонстрации могут служить наглядным дополнением к соответствующим разделам физики, то есть являться электронным сопровождением учебника, по которому ведется обучение школьников. Также, могут быть, использованы для подготовки к выполнению работ в практикумах физического факультета. Содержание и последовательность демонстрируемых опытов, явлений, эффектов должны быть определены изложением подлежащего изучению материала. Тогда компьютерные демонстрации станут не случайным набором опытов, не только иллюстрацией к объяснению учителя, а обучающей системой.

290

При создании обучающих компьютерных демонстраций я остановила свой выбор на опытах и эффектах квантовой механики.

Теоретические положения раздела «Квантовая механика» поясняются следующими анимациями:

• Законы фотоэффекта; • Эффект Комптона; • Опыт Лебедева. Работа с компьютерными демонстрациями начинается с входа в главное

меню, в котором представлены названия всех анимаций. Посредством двойного щелчка мышью по заинтересовавшей теме, пользователь переходит непосредственно к самой демонстрации. В начальный момент картинка статична. Каждая анимация данного блока снабжена рядом кнопок управления: «Старт / Продолжить», «Пауза», «Вернуться к началу показа», «Выход в главное меню». Это дает школьнику, студенту возможность самостоятельно регулировать работу программы, а именно, следить за изменениями физического процесса, явления, после изменения неких параметров, многократно повторять непонятный момент демонстрации, приостанавливать показ для более детального рассмотрения картинки.

В компьютерной демонстрации «Законы фотоэффекта» (рис.1) схематически представлена установка Столетова, роль источника излучения играет лампа накаливания, что, на мой взгляд, является наиболее наглядным и запоминающимся образом. Слева от установки расположено изображение вольтамперной характеристики при фотоэффекте. Данный график «активен», что проявляется в изменении положения кривой при изменении параметров. Варьируемыми параметрами в данной демонстрации являются «Яркость лампы» (интенсивность света) и «Энергия фотонов» (частота света). Реализуется изменение этих параметров посредством изменения положения рычажков в верхней части демонстрации. Меняя каждый параметр в отдельности или оба одновременно можно проследить за закономерностью поведения тока насыщения (Iнас) и запирающего напряжения (Uзап), отмеченных на графике. С помощью кнопок 2, 3, 4 осуществляется переход к статическим изображениям ВАХ при постоянном значении частоты и интенсивности излучения (рис. 2).

Экранная демонстрация эффекта Комптона (рис.3-4) не была нацелена на демонстрацию опыта и установки, а имела целью раскрытие физики процесса. Поэтому была сведена к простой наглядной модели упругого столкновения двух частиц – налетающего фотона и покоящегося электрона. В демонстрации акцентируется внимание на изменении длины волны фотона после рассеяния, а именно на увеличении – «покраснении», что наглядно представлено на экране. Геометрическое положение фотона и электрона после соударения не случайное, как может показаться на первый взгляд. На самом деле, оно было просчитано и соответствует реальному соотношению скоростей фотона и электрона. Управляющие кнопки смещены влево, чтобы не загромождать область разлета частиц.

291

Представление опыта П.Н.Лебедева (рис.5-6) основано на поэтапном просмотре: сначала рассматривается действие света только на белые крылышки, потом только на черные при закрытых «сеткой» крылышках другого цвета. Затем, рассматривается опыт в отсутствии сетки. Внимание акцентируется на скорости вращения крылышек, что свидетельствует о различии в давлении, оказываемом светом на тела с различной поверхностью. На экране это реализуется с помощью мигающей буквы ω и стрелки, указывающей направление вращения. Различие в толщине этих символов говорит о разном значении модуля угловой скорости.

Совместно с созданием таких небольших демонстраций, хотелось бы сказать о создании постоянно обновляемой, доступной для копирования, пополняемой электронной библиотеки. В которой ученик может спокойно взять копию программы для изучения в домашней обстановке или в свободное время в классе. Демонстрации планируется разместить в локальной сети кафедры общей физики физического факультета РГУ.

Рис.1

292

Рис.2

Рис.3

293

Рис.4

Рис.5

294

Рис.6

ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПОРТАЛ КАФЕДРЫ «СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ И УПРАВЛЕНИЕ»

Штепа И.В., Алексюнин Е.С., Островский Э.Э., Редичкина Т.А. Ростовский государственный университет, факультет высоких технологий

Кафедра «Системный анализ и управление» (САУ) в настоящее время – это образовательный центр в области инновационных и информационно-аналитических технологий. Такое ее положение обязывает непрерывно расширять сферу и повышать качество своих образовательных услуг. Причем, наряду с традиционными и новейшими учебными программами кафедра САУ использует инновационные технологии и непосредственно в учебном процессе, что открывает новые возможности для развития дополнительного, послевузовского и корпоративного образования. Одним из таких решений является создание своего информационного образовательного портала кафедры.

Портал изначально задуман и формируется не как аналог обычной визитной карточки, только с большим объемом информации, а, как создание информационно-образовательной среды для сообщества преподавателей, студентов, абитуриентов, специалистов, представителей фирм-заказчиков и т.п. Сложность заключается в представлении разнообразных по уровню и предметной области материалов, ориентированных на пользователей, цели,

295

обращения которых на портал, могут быть совершенно различными. Технология создания таких систем несколько отличается от общей и предполагает задание дополнительных условий, как по представлению материала, например, масштабированию, так и по организации доступа к нему, несколько другие требования к безопасности и ряд других условий и ограничений.

Поэтому перечень задач и подзадач, решаемых при создании портала, также отличается значительным разнообразием. Это и задачи формализации представления информации (дизайн, верстка, навигация, информационное наполнение и т.п.), функции работы с текущей информацией (хранение, добавление, обновление, удаление, поиск, сортировка, вычисления, генерация отчетов и пр.), задачи организации взаимодействия с пользователями (регистрация посетителей или клиентов, рассылка материалов, проведение опросов и голосований и др., ), наконец, новости и различные обмены (ссылками, информацией, новостями и т.п.). Но главная задача - дать пользователям удобно работать с информацией на портале, а не затруднить к ней доступ.

Следует, видимо, отметить, что такая постановка задач разработки, породила своеобразный эксперимент с составом исполнителей проекта – это квалифицированные инженеры + студенты старших курсов.

В результате оптимизированный перечень тематических разделов портала кафедры включает следующие: Траектория развития, Преподаватели и сотрудники, Образовательные программы, Методическое обеспечение, Научная деятельность, Студенты и выпускники, Условия приема и обучения, Контакты, Карта портала. Глубина декомпозиции раздела достигает 5-7 уровней. Однако предлагаемая система навигации предоставляет возможность быстрого доступа к нужной информации. Учитывая, что помимо быстрого доступа к информации посетителю важно понимать, где он находится, предусмотрены различные варианты навигации текущего раздела.

Достоинством в работе с материалом является организация поиска, а также, подсказки в подборе методических или учебных материалов. Динамическое обновление информации, текущий раздел новостей и т.п. позволяет рассчитывать на непрерывное взаимодействие с клиентами портала, а почтовая служба – на интенсивный информационный обмен.

В настоящее время портал кафедры начал функционировать в режиме экспериментальной эксплуатации.

296

ЭЛЕКТРОННЫЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ РГУ

Щетинина Е.А., Лазарева С.А. Ростовский государственный университет, ЮГИНФО lena@rsu.ru

В настоящее время в мире науки рождается так много идей и разработок, что объем документации, содержащей эту информацию, вырос до таких масштабов, которые отследить без помощи Интернета уже не представляется возможным. Кроме того, из-за нехватки места для хранения бумажных документов оцифровываются книги, диссертации и др. документы. В результате в Интернете содержится огромное количество документов, и проблема не в отсутствии их самих, а в поиске той информации, которую необходимо найти. Большая часть ценной информации содержится в электронных ресурсах, находящихся в закрытом доступе. Руководство Ростовского Государственного Университета, понимая проблемы, с которыми сталкиваются преподаватели, аспиранты, студенты при поиске необходимой информации, обеспечило им доступ к крупнейшим электронным ресурсам, представляющим собой обширное собрание научных журналов, книг, диссертаций, периодических изданий по всем тематикам, что позволило оперативно получать как архивную, как и свежую информацию.

В 2005 году РГУ имеет доступ к 9 электронным базам данным, в список которых входят как ресурсы, которыми РГУ пользуется не первый год, так и базы данных, доступ к которым РГУ получил впервые.

С октября 2000 года, РГУ пользуется ресурсами Научной электронной библиотеки (НЭБ) (http://elibrary.ru). В НЭБ представлены тезисы и полнотекстовые журналы издательств Kluwer Academic Publishers, Springer, Blackwell, Royal Society of Chemistry, Science Citation Index Expanded, архив Кэмбриджа. До 2004 года РГУ занимал место во второй десятке по использованию НЭБ, в 2004 году заинтересованность и активность университета выросла, и РГУ занял 15 место из более 700 организаций, пользующихся ресурсами НЭБ. За 2004 год было загружено 3655 полнотекстовых документов, это свидетельствует о том, что растет заинтересованность в использовании данного ресурса.

Третий год подряд РГУ подключен к электронным базам данных EBSCO (http://search.epnet.com) и имеет доступ к 11 базам данных, содержащим самые крупные в мире подборки полнотекстовых научных журналов, книг, архивных реферативных описаний, газет на английском языке и более 2000 брошюр, 500 книг, более 500 журналов и газет на русском языке по физике, математике, психологии, экономики, социологии, медицине, истории, юриспруденции и др. РГУ активно пользуется данным ресурсом и прочно занимает место в первой десятке лидеров. Наиболее популярные журналы, которыми пользуются подписчики РГУ: Journal Of Applied Physics, Journal of Chemical Physics, Applied Physics Letters, Ferroelectrics International, Journal Of Marketing, Marketing Review, Journal Of Economic Issues.

297

Несмотря на немалую стоимость, РГУ оплатил подписку на базы Science Direct - издательства Эльзевир (http://www.sciencedirect.com). Это крупное электронное собрание научной, технической и медицинской полнотекстовой и библиографической информации, включающей базы данных сети журналов Elsevier. Заинтересованность сотрудников РГУ в данном ресурсе очевидна: по его использованию, Университет занимает 5 место среди российских подписчиков. Так за последние 4 месяца 2004 года из этой базы было скачено 4141 полнотекстовых статей.

В этом году за активное использование электронных баз данных, компания НИЭКОН, подарила Ростовскому Государственному Университету подписку на энциклопедический ресурс, содержащий более полумиллиона энциклопедических статей Рубрикон (www.rubricon.com).

В 2005 году РГУ оплатил подписку за доступ к электронной библиотеке диссертаций http://diss.rsl.ru/, созданной на базе зала диссертаций библиотеки им. В.И.Ленина и с января по март 2005 года к ней подключились более 150 человек. Особенно активно с базой работают психологический, филологический, механико–математический и экономический факультеты, НИИ физики, ботанический сад, ректорат.

С просьбой поработать с базой данных электронных диссертаций обращаются представители других вузов нашей области. Она пользуется успехом не только у сотрудников, но и у аспирантов и студентов РГУ.

Кроме перечисленных электронных ресурсов, у РГУ есть доступ к следующим базам данных:

• JISTOR http://www.jstor.org/- архив научных журналов по бизнесу, литературе, иностранным языкам, математике, статистике, музыки, биологии, математике, экологии, политике, антропологии и др., всего 37 тем.

• ИНИОН представляет собрание полнотекстовых версий научных журналов, издаваемых Институтом научной информации по общественным наукам РАН (всего 25 наименований). В частности, представлена серия реферативных журналов "Социальные и гуманитарные науки. Отечественная и зарубежная литература". Имеются в наличии выпуски, начиная с 1997 года.

• С 2005 года издательство Kluwer входит в издательство SpringerLink, (http://www.springerlink.com/). Это электронный источник данных для исследователей в биомедицине, психологии, клинической медицине, физике, математике, информатике, социологии, философии и экономике.

• С 15 апреля открыт тестовый доступ к крупным психологическим базам данных (http://trial.epnet.com ). Psycarticles - источник доступных для поиска полнотекстовых статей по текущим проблемам в психологии. База данных содержит больше чем 39 000 доступных для поиска полных статей текста по 44 журналам, изданных американской Психологической Ассоциацией и 8 журналов союзнических организаций,

• Psycinfo - содержит более чем два миллиона цитат и резюме журнальных статей, книжных глав, книг и диссертаций, все о психологии и

298

связанных дисциплинах с 1840. Включает международный материал, начиная с 1800 годов, отобранный почти из 2 000 периодических изданий на более чем 24 языках,

• Psycbooks - является базой данных больше чем 10 000 глав в ПДФ из-за 600 книг, изданных АПА и другими выдающимися издателями,

• Psycextra – содержит типы документа, состоящие из правительственных сообщений, материалы конференции, информационные бюллетени, журналы, газеты, брошюры и т.д. Всего почти 53 000 отчетов, добавляемых ежегодно.

В помощь читателям электронных библиотек, представители компании НИЭКОН проводят в РГУ обучающие тренинги, на которые приглашаются все желающие. В марте 2005 года был проведен тренинг по обучению пользования базами ЭБСКО, количество присутствующих представителей факультетов наглядно показывает заинтересованность сотрудников РГУ. По запросам сотрудников РГУ, в апреле планируется провести тренинг по обучению использования базой Science Direct.

С новостями, связанными с электронными подписными изданиями можно ознакомиться на новостной ленте РГУ.

Эти все издания доступны сотрудникам университета, работающим через прокси – сервер РГУ, а студентов приглашаем в Интернет – классы, где они могут получить доступ к любой из перечисленных баз данных.