ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 31.03.2021
Просмотров: 6617
Скачиваний: 50
571
27. Сколько символов в своем полном имени может содержать директория
1)11, 2)8, 3)7, 4)12
28. Неверным будет утверждение
1) файл с расширением .ТХТ может быть не текстовым
2) системный диск может не содержать файл CONFIG.SYS
3) файл AUTOEXEC.BAT может не содержать ни одной строки
(ни одного байта)
4) файл должен содержать в расширении не менее трех букв
29. Текстовый редактор «Лексикон» - это
1) прикладная программа
2) базовое программное обеспечение
3) сервисная программа
4) редактор шрифтов
30. Под термином «интерфейс» понимается
1) внешний вид программной среды, служащий для обеспечения диалога с
пользователем
2) связь текстового редактора с устройством печати
3) совокупность файлов, содержащихся в одном каталоге
4) устройство хранения графической информации
31. База данных - это
1) текстовый редактор 2) совокупность связанных между собой сведений
3) операционная оболочка 4) утилиты NC
32. Графический редактор нужен для
1) нормальной работы баз данных 2) быстрого поиска информации
3) проигрывания звуковых файлов 4) создания рисунков
33. В отличие от бумажных табличных документов, электронные таблицы обычно
1) имеют большую размерность
2) позволяют быстрее производить расчеты
3) обладают всеми свойствами, перечисленными в пунктах 1 - 2
4) стоят дороже
34. Что делает невозможным подключение компьютера к глобальной сети ?
1) тип компьютера
2) состав периферийных устройств
3) отсутствие винчестера
4) отсутствие телефона
35. Дан E-mail: artem@svremech.msk.ru. Слово msk означает
1) город назначения 2) тип компьютера 3) каталог 4) имя пользователя
36. Первый PHOTO CD был произведен фирмой
1)1ВМ, 2) APPLE, 3) KODAK, 4) POLAROID
Ответы на тестовые задания
1.-2); 2.-3); 3.-3); 4.-3); 5.-2); 6.-2); 7.-3); 8.-4); 9.-2);
10.-4); 11.-4); 12.-2); 13.-4); 14.-1); 15.-3); 16.-3); 17.-4); 18.-3);
19.-2); 20.-1); 21.-3); 22.-3); 23.-2); 24.-1); 25.-4); 26.-2); 27.-2);
28.-4); 29.-1); 30.-1); 31.-2); 32.-4); 33.-3); 34.-4); 35.-1); 36.-1).
5.4. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
В ОБЛАСТИ КОМПЬЮТЕРНОГО ОБУЧЕНИЯ
Современные исследования в области применения компьютеров в обучении развиваются, в
основном, в рамках нескольких основных направлений, которые можно обозначить следующим
образом:
1) интеллектуальные обучающие системы;
2) учебные мультимедиа и гипермедиа;
3) учебные среды, микромиры и моделирование;
4) использование компьютерных сетей в образовании;
572
5) новые технологии для обучения конкретным дисциплинам.
Остановимся на некоторых из этих направлений подробнее
Интеллектуальные обучающие системы.
Наиболее перспективным направлением разви-
тия систем компьютерного обучения является технология искусственного интеллекта (ИИ). Сис-
темы, использующие методику ИИ, называют интеллектуальными обучающими системами
(ИОС). ИОС реализует адаптивное и двухстороннее взаимодействие, направленное на эффектив-
ную передачу знаний Под адаптивностью понимается то, что система дает пояснения, подходящие
каждому обучаемому, с помощью динамического управления, зависящего от процесса обучения
Двустороннее взаимодействие - это взаимодействие со смешанной инициативой, при которой обу-
чаемый может задать вопросы или просить систему решить задачу. ИОС отличаются друг от друга
прежде всего методологиями представлений знаний о предметной области, об обучаемом и о про-
цессе обучения.
Наиболее перспективным путем развития ИОС является, по-видимому, путь создания са-
мообучающихся систем, приобретающих знания в диалоге с человеком. Общая архитектура сис-
темы совместного обучения человека и компьютера может определяться следующими компонен-
тами;
• микромир;
• учащийся-человек;
• учащийся-компьютер;
• интерфейс между двумя учащимися и микромиром;
• интерфейс между двумя учащимися.
В основе разработки компьютерного «соученика» в центре внимания должно быть соотно-
шение между управлением и коммуникацией Прототипом такого рода системы можно считать
MEMOLAB - обучающую среду с искусственным интеллектом по методологии эксперименталь-
ной психологии и человеческой памяти.
Другое направление развития систем искусственного интеллекта - распределенные систе-
мы, связывающие два и более компьютеров так, что ученики могут обучаться, сотрудничая или
соревнуясь, каждый на своем компьютере В этом случае возникает некое подобие «классного»
обучения, но на совершенно ином уровне. Эксперименты и оценки показывают, что такое обуче-
ние оказывается более эффективным и интересным, чем обучение в одиночку.
Недостатком многих существующих ИОС является ориентация на специальные знания в
рамках определенного предмета, так что в них не предусмотрена возможность простой адаптации
к другой предметной области. Более общий подход состоит в развитии интеллектуального окру-
жения (оболочки), из которого затем можно получить много ИОС путем наполнения различным
содержанием, как баз знаний. Пример такой системы - EEPS, обучающая среда для решения задач,
обеспечивающая обучение решению задач в качественных областях науки.
Система реализует модель преподавания, основанную на трех режимах:
• режим вопросов (обучаемый расспрашивает компьютер, с целью получения ответов на за-
дачи и их объяснений);
• режим исследования (решения задачи совместными усилиями обучаемого с компьютером,
обучаемый поставляет требуемую информацию для решения задачи);
• режим решения (обучаемый решает задачу самостоятельно, получая минимальную по-
мощь и советы компьютера).
Система диагностики представляет стратегию решения задач студентом в виде одного из
следующих стилей:
• дефектный стиль (студент, зная материал, допускает одну или более концептуальных
ошибок);
• стиль «вокруг да около» (студент пытается найти решение многими неверными путями,
задает много не относящихся к делу вопросов);
• рефлексивный стиль (когда студент знает материал, но решает задачу постепенно, иногда
проходя через множество промежуточных этапов);
• импульсивный стиль (когда студент спешит прийти к заключению без достаточных осно-
ваний);
• смешанный стиль - комбинация двух или более перечисленных выше стилей.
Основанные на знаниях модели обучаемых могут быть построены с использованием раз-
573
личных видов дифференциального анализа, когнитивной диагностики.
В современных интеллектуальных обучающих системах, в основном, используются знания
о качественных (количественных) аспектах процесса обучения. Однако, необходимо учитывать и
мотивашюнную сторону обучения. Мотивационные аспекты обучения можно классифицировать в
соответствии с такими явлениями, как соревновательность, заинтересованность, самоконтроль,
уверенность и удовлетворение.
Обучающая система должна
• определять мотивацнонное состояние обучаемого;
• реагировать с целью мотивации рассеянных, менее уверенных или недовольных учеников
или поддержки уже мотивированных учеников. Примеры мотивационной тактики:
•если менее вверенный ученик правильно решает задачу, система может предложить ему
подобную задачу для закрепления;
• внимание рассеянных или неактивных обучаемых может быть привлечено неожиданными
эффектами или вводными комментариями;
• интерес может быть повышен головоломками, вопросами или знакомством с новыми те-
мами.
Учебная мультимедиа и гипермедиа
представляет собой развитие технологии программи-
рованного обучения, хотя упор делается не на адаптивность обучения и его методическое обосно-
вание, а на внешнюю иллюстративно-наглядную сторону. Современные графические и звуковые
возможности компьютера, а также возможность комплексирования его в качестве управляющего
устройства с системами учебного телевидения, обусловили появление средств гипер- и мультиме-
диа. Научные исследования в данной области связаны с разработкой технологий создания учеб-
ных курсов большего размера на основе возможностей мульти- и гипермедиа. Под управлением
компьютера система мультисред может производить в едином представлении объединение текста,
графики, звуков, видео-образов и мультипликации. Технология мультимедиа в последнее время
широко применяется для создания электронных книг (и учебников).
Развитием идей мультимедиа являются технологии компьютерной виртуальной реальности.
В этом случае с помощью специальных экранов, датчиков, шлемов, перчаток и т.п. полностью мо-
делируется управление, например, самолетом, так что у обучаемого возникает полная иллюзия то-
го, что он находится в кабине самолета и им управляет.
Таковы основные направления исследований в области компьютерного обучения и основ-
ные подходы в компьютерном обучении. Ситуация, сложившаяся в области компьютерного обу-
чения, является парадоксальной: несмотря на активно и в различных направлениях ведущиеся по-
иски, обилие результатов, зреет ощущение необходимости кардинальных изменений концепции
обучения, глубинного изменения подхода к компьютерному обучению. В первую очередь, требу-
ется разработка адекватной теории компьютерного обучения, новых методов представлений зна-
ний и моделирования процесса обучения и поведения обучаемого.
Компьютерное обучение остается очень интересной и перспективной областью исследова-
ний, привлекающей передовых ученых, педагогов и методистов всего мира. С внедрением компь-
ютерного обучения стали меняться стили и устоявшиеся подходы к обучению, стала быстро ме-
няться сама эта традиционная сфера человеческой деятельности. Трудно переоценить значение и
влияние этих изменений на судьбы человеческой цивилизации в целом.
Контрольные вопросы и задания
1. Разработайте модель знания по школьному разделу «действия с дробями», используя мо-
дульный принцип.
2. Разработайте тест на знание таблицы умножения чисел от 0 до 100.
3. Используя какую-либо инструментальную тестовую оболочку, разработайте компьютер-
ный тест по тестовым заданиям курса информатики, описанным в настоящей главе.
Дополнительная литература к главе 6
1.
Балыко Г. Г., Пугач В. И., Фиишан Л. И.
Управление школой и базы данных. -Самара:
СГПИ, 1992.
574
2.
Берещанский Д. Г.
Практическое программирование на dBASE. - М.: Финансы
и статистика.1989.
3.Герман О. В.
Введение в теорию экспертных систем и обработку знаний: -Минск: «Ди-
зайн-ПРО», 1995.
3.
Глушков В М.
Основы безбумажной информатики / Изд. 2-е. - М.: Наука, 1987.
4.
А.Каратыгин С., Тихонов А , Долголаптев В.
Базы данных: простейшие средства обра-
ботки информации, электронные таблицы, системы управления базами данных. В 2-х томах. - М.:
ABF.1995.
5.
Коновалова Н. В., Капралов Е.Г.
Введение в ГИС. - Петрозаводск: Петрозаводский гос-
университет, 1995.
6.
Крамм Р.
Системы управления базами данных dBASE II и dBASE III для персональных
компьютеров. - М.: Финансы и статистика, 1988.
7. САПР. Системы автоматизированного проектирования / Под ред. И.П.Норенкова. -
Минск: Высшая школа, 1987.
8.
Свириденко С. С.
Современные информационные технологии. - М.: Радио и связь, 1989.
9.
Советов Б Я.
АСУ. Введение в специальность. - М.: Высшая школа, 1989.
10.
Советов Б.Я.
Информационная технология. - М.: Высшая школа, 1992.
11.
Фурунжиев P.M., Гугля В. А.
САПР, или как ЭВМ помогает конструктору. -Минск:
Высшая школа, 1987.
12. Электронная почта в системе MS-DOS. Официальное руководство компании Редком.-
М., 1995.
13. Журнал «Информатика и образование», с 1992 г.
14. Журнал «Педагогическая информатика», с 1994 г.
ГЛАВА 7
КОМПЬЮТЕРНОЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Настоящая глава посвящена той из компьютерных технологий обработки информации, ра-
ди которой когда-то создали первую ЭВМ и ради которой сегодня в значительной мере создают
супер-ЭВМ - решению прикладных научно-технических задач, среди которых задачи математиче-
ского моделирования составляют видную долю.
Абстрактное моделирование с помощью компьютеров - вербальное, информационное, ма-
тематическое - в наши дни стало одной из информационных технологий, в познавательном плане
исключительно мощной. Изучение компьютерного математического моделирования открывает
широкие возможности для осознания связи информатики с математикой и другими науками - ес-
тественными и социальными.
В данной главе, в значительной степени на примерах моделей из разных областей знания,
показаны некоторые типичные задачи компьютерного математического моделирования. Их реше-
ние способствует выработке тех навыков, которые необходимы специалисту в области информа-
тики.
Отметим, что, говоря о математических моделях, мы имеем в виду сугубо прикладной ас-
пект. В современной математике есть достаточно формализованный подход к понятию «матема-
тическая модель». Внутри него вполне допустимо игнорировать вопрос о связи математики с реа-
лиями физического мира. В этом подходе моделями являются, например, система целых чисел,
система действительных чисел, евклидова геометрия, алгебраическая группа, топологическое про-
странство и т.д. К исследованию таких формальных моделей вполне можно подключить компью-
теры, но все равно это останется «чистой» математикой. В данной главе термин «математическая
модель» увязывается с некоторой предметной областью, сущностью окружающего мира.
Компьютерное математическое моделирование в разных своих проявлениях использует
практически весь аппарат современной математики.
В данной главе предполагается знание основ математики:
• теории дифференциальных уравнений;
575
• аппроксимации функций (включая интерполяцию и среднеквадратичные приближения);
• аналитической геометрии на плоскости и в пространстве;
• математической статистики;
• численных методов:
а) решения алгебраических и трансцендентных уравнений;
б) решения систем линейных алгебраических уравнений;
в) интегрирования обыкновенных дифференциальных уравнений и их систем (задача Ко-
ши).
В тех немногих случаях, когда используемый математический аппарат выходит за пределы
объема, традиционно считающегося достаточным для подготовки специалиста по информатике,
минимально необходимые сведения приводятся в тексте.
§ 1. О РАЗНОВИДНОСТЯХ МОДЕЛИРОВАНИЯ
С понятием «модель»
мы сталкиваемся с детства.
Игрушечный автомобиль, самолет или
кораблик для многих были любимыми игрушками, равно как и плюшевый медвежонок или кукла.
В развитии ребенка, в процессе познания им окружающего мира, такие игрушки, являющиеся, по
существу, моделями реальных объектов, играют важную роль. В подростковом возрасте для мно-
гих увлечение авиамоделированием, судомоделированием, собственноручным созданием
игру-
шек, похожих
на реальные объекты, оказало влияние на выбор жизненного пути.
Что же такое модель? Что общего между игрушечным корабликом и рисунком на экране
компьютера, изображающим сложную математическую абстракцию? И все же общее есть: и в том,
и в другом случае мы имеем образ реального объекта или явления, «заместителя» некоторого
«оригинала», воспроизводящего его с той или иной достоверностью и подробностью. Или то же
самое другими словами: модель является представлением объекта в некоторой форме, отличной от
формы его реального существования.
Практически во всех науках о природе, живой и неживой, об обществе, построение и ис-
пользование моделей является мощным орудием познания. Реальные объекты и процессы бывают
столь многогранны и сложны, что лучшим способом их изучения часто является построение моде-
ли, отображающей лишь какую-то грань реальности и потому многократно более простой, чем эта
реальность, и исследование вначале этой модели. Многовековой опыт развития науки доказал на
практике плодотворность такого подхода.
В моделировании есть два заметно разных пути. Модель может быть похожей копией объ-
екта, выполненной из другого материала, в другом масштабе, с отсутствием ряда деталей. Напри-
мер, это игрушечный кораблик, самолетик, домик из кубиков и множество других натурных моде-
лей. Модель может, однако, отображать реальность более абстрактно - словесным описанием в
свободной форме, описанием, формализованным по каким-то правилам, математическими соот-
ношениями и т.д.
В прикладных областях различают следующие виды абстрактных моделей;
I) традиционное (прежде всего для теоретической физики, а также механики, химии, биоло-
гии, ряда других наук) математическое моделирование без какой-либо привязки к техническим
средствам информатики;
II) информационные модели и моделирование, имеющие приложения в информационных
системах;
III) вербальные (т.е. словесные, текстовые) языковые модели;
IV) информационные (компьютерные) технологии, которые надо делить
А) на инструментальное использование базовых универсальных программных
средств (текстовых редакторов, СУБД, табличных процессоров, телекоммуникационных
пакетов);
Б) на компьютерное моделирование, представляющее собой
• вычислительное (имитационное) моделирование;
• «визуализацию явлений и процессов» (графическое моделирование);
• «высокие» технологии, понимаемые как специализированные прикладные технологии,
использующие компьютер (как правило, в режиме реального времени) в сочетании с измеритель-
ной аппаратурой, датчиками, сенсорами и т.д.