О сочетании традиционных и инновационных технологий в обучении информатике



Скачать 58.14 Kb.
Дата17.05.2016
Размер58.14 Kb.

О СОЧЕТАНИИ ТРАДИЦИОННЫХ И ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

В ОБУЧЕНИИ ИНФОРМАТИКЕ



И.С. Тулохонова
Восточно–Сибирский государственный технологический университет

E – mail: sysi@esstu.ru


Нелинейность законов эволюции природы закономерно ведет к пересмотру существующих в настоящее время взглядов на концептуальную основу общей теории эволюции – теорию информации. Следует ожидать появления новых подходов к анализу сущности коммуникативных процессов, в том числе процессов передачи знаний от одного человека к другому, которые являются нелинейными.

С одной стороны, непрерывный рост объема научной информации, разработка и внедрение новых технологий ведет к быстрому обновлению систем знаний в области информатики и информационных технологий. Это ставит перед преподавателями информатики задачу формирования и постоянного совершенствования умения студентами самостоятельно приобретать знания, умения вести обработку информации и развития у них творческой инициативы. Возникает проблема переработки и усвоения постоянно растущих объемов информации.

С другой стороны, специалист всегда сталкивается с ситуациями нетипичными в предметном отношении, требующими творческого применения как предметных знаний, так и их использования. Следовательно, возникает вторая проблема поиска элементов нового в решении традиционных задач.

Основные пути решения проблемы в первом случае затрагивают и методологическую, и методическую стороны обучения. Основу решения составляет функция сжатия информации, которую выполняют репрография и аппарат формализованного представления знаний в рамках фундаментализации учебно-образовательного процесса. В этом плане создание оптимальной методики общего процесса обучения и информатики в частности существенно затрудняет отсутствие теории формализации учебного процесса. Можно попытаться построить оптимальные процедуры обучения [3]. Большое значение для определения научно-методических и практических проблем систем поддержки образовательной деятельности имеет представление процесса обучения в виде структурной схемы с определенными компонентами (элементами) и связями (информационными потоками) между ними [3]. Так возникает необходимость формирования структурно-логического представления процесса обучения информатике и схемы управления им.

Различные аспекты второй проблемы (проблемы развития творчества) достаточно широко освещены в работах многих исследователей (А.С. Белкин, Е.И. Бойко, Н.А. Бердяев, Г.М. Гак и др.). Однако, анализ изучения проблемы творчества показывает, что при определенном уровне ее теоретической и практической разработанности недостаточно рассмотрены такие аспекты как пути и средства стимулирования саморазвития личности в процессе изучения курса информатики. Характерным примером здесь может служить аппарат экспериментальной синергетики, основанный на солидном фундаменте математики и компьютерного моделирования. Такой подход к преподаванию информатики в виде нелинейной ситуации открытого диалога, прямой и обратной связи между обучающим и обучаемым, образовательного процесса есть пробуждение собственных сил и способностей обучающего. Становятся возможным свободное оперирование полученным знанием и эвристическое приложение его к самым различным областям.

Для этого разработаны типовые задачи творческих средств деятельностного подхода, образующие эвристическую программу деятельности. В этом случае информатика предоставляет средства другим областям знания при исследовании информационных процессов и решении научно-инженерных задач.

Одним из примеров типовых задач служит модель междисциплинарного применения, где описываются свойства далеких друг от друга по своему конкретному содержанию реальных явлений на одной математической модели.

Например, рассмотрим простейшую задачу макроэкономической динамики: y(t) – объем продукции некоторой отрасли, реализованной к моменту времени t. Производимая отраслью продукция реализуется по некоторой фиксированной цене р (условие ненасыщаемости рынка), тогда доход к моменту времени t составит Y(t)=py(t). Если I(t) – величина инвестиций, направляемых на производство и скорость выпуска продукции (акселерация) пропорциональна величине инвестиций, т.е.



y1(t)=lI(t). (1)

Допускаем, что I(t) составляет фиксированную часть дохода и инвестиционный ланг равен нулю, следовательно,



I(t)=mY(t)=mpy(t), (2)

где коэффициент пропорциональности m (норма инвестиций) – постоянная величина, 0<m<1.

Подставляя выражение (2) для I(t) в (1), приходим к уравнению

y1=ky, (3)

где k= mpl.



Решая это дифференциальное уравнение с разделяющими переменными, приходим к функции y(t)=yо, где yо=y(to).

Уравнением (3) можно описать рост народонаселения, динамику роста цен при постоянной инфляции, в условиях конкурентного рынка и др.

Решение уравнения с разделяющими переменными сводится к решению y=y(t) задачи Коши c начальным условием yо=y(to), которую быстро и наглядно можно решить в среде Mathcad.

На практике условие насыщаемости рынка может быть принято только для достаточно узкого временного интервала. В ряде случаев приходится определять не только объемы производства продукции, но и цену, по которой эта продукция будет реализована. Устанавливая цену путем изменения прибыли продукции, вводятся границы цены производимых видов продукции и ограничения на используемые ресурсы для производства видов продукции. Решение задачи сводится к решению нелинейной задачи оптимизации.

Целевая функция в данной постановке задачи должна выражать требование максимизации прибыли и будет иметь вид:



, (4)

где Pi – значение цены i-ой продукции; Ci – себестоимость производства единицы продукции i-го вида; Si – спрос на продукцию i-го вида.

Учитывая, что спрос на продукцию Si зависит от цены Pi для каждого из видов продукции:

Si = Oinext – riPi, (5)

где Oinextограничения на связи цен текущей и на следующий год (вводятся например, с использование техники регрессивного анализа); ri значения ресурсных коэффициентов, подставив выражение (5) в (4) получим конечное выражение целевой функции, которая является нелинейной относительно оптимизируемых переменных – Pi,.

Система ограничений на ресурсы, опираясь на имеющие запасы ресурсов и условия производства, характеризующие значениями ресурсных коэффициентов, а также на объем производства, установив нижний предел равный единице, при этом верхняя граница равна количеству видов выпускаемой продукции, решение задачи получается в Excel программой “Поиск решения”.

Усложняя задачу, эволюция населенности отдельного городского района с микроскопической точки зрения описывается системой дифференциальных уравнений, в которых отдельные переменные означают производственные мощности, экономическую производительность и другие характеристики. Аналогично описываются модели миграции в обществе. Макроскопическое развитие таких систем возможно моделировать и иллюстрировать компьютерной графикой фрактальных кластеров с изменяющимися центрами индустриализации, отдыха и т. д.

Таким образом, решение обозначенных проблем позволяет с помощью системного подхода применить положения деятельностного к обучению информатике (которые имеют общенаучный, методологический характер, выполняют эвристическую функцию в деятельности специалиста и входят в качестве составляющих в нормативный интеллектуальный компонент творчества) в сочетании с репрографией и формализованным представлением знаний учебно-образовательного процесса.

Это дает возможность представить процесс преподавания информатики как нелинейный, т.е. в виде нелинейной ситуации открытого диалога, а также прямой и обратной связи между обучающим и обучаемым и, кроме того, инициирование обучающего на один из собственных путей развития.

Некоторые исследователи [2] подчеркивают необходимость формирования в научной среде “нелинейного мышления”, что может стать основой развития новой научной методологии. Это мышление следует формировать также и в системе образования. Именно в этом видится возможность разрешения заявленной здесь проблемы ­ посредством малого резонансного воздействия продвинуть систему обучения информатике на один из собственных благоприятных для субъекта путей развития и обеспечить самоуправляемое и самоподдерживаемое развитие обучающихся.


Литература
1. Беспалько В.П. Слагаемые педагогической технологии. – М.: Педагогика, 1989.

2. Колин К.К. О формировании современного научного мировоззрения // Синергетика, человек, общество. – М. Изд-во РАГС, 2000.



3. Монахов М.Ю. Модель процесса обучения в информационной образовательной сети // Компьютерные технологии обработки и анализа данных. – Ташкент: АН Руз, 2000.


База данных защищена авторским правом ©refedu.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница