Төгсөлтийн ажил: Оюутны бүтээлч чадварыг хөгжүүлэхийн тулд компьютерийн загварчлалыг заахдаа боловсролын болон бүтээлч даалгаврыг ашиглах. Наталья розова сургалтын үйл явцад компьютерийн симуляцийг ашиглах нь сэтгэл зүй, сурган хүмүүжүүлэх зэрэг
Практик хичээл нь биоанагаахын боловсролын хамгийн чухал бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нэг юм. Туршилтууд Vivo-дболон in vitroЭнэ нь оюутнуудад практик туршилтын ур чадвар эзэмшихэд нь туслах зорилгоор өргөн хэрэглэгддэг боловч лекц, семинар, сурах бичгээс олж авсан бодит материалыг нэгтгэх, ойлгох нь чухал ажил биш юм. Хэдийгээр энэ зорилгоор лабораторийн амьтдыг ашиглах нь уламжлал болсон ч энэ арга нь сул талтай. Тэдгээрийн заримыг жагсаахыг хичээцгээе:
Туршилтыг зохион байгуулах нь нэлээд төвөгтэй бөгөөд заримдаа ихээхэн хэмжээний хөрөнгө оруулалт шаарддаг.
Өмнөх догол мөрөөс харахад тодорхой хугацаанд зөвхөн цөөн тооны эмийг туршиж үзэх боломжтой.
Туршилт нь нөөц ихтэй байж болох бөгөөд судалгааны загварт эдийн засгийн үндэслэл давамгайлж болно.
Амьтны туршилт нь ёс суртахууны болон ёс суртахууны хязгаарлалттай үргэлж холбоотой байдаг бөгөөд энэ сэдвийг мөн энэ эссед авч үзсэн болно.
Анагаах ухааны боловсролд ашигладаг компьютерийн загварчлалыг дараахь ангилалд хувааж болно.
- компьютерийн текст симуляторуудХэрэглэгч хэд хэдэн урьдчилан тодорхойлсон хариултуудын аль нэгийг сонгох нөхцөл байдлын аман тайлбарыг бий болгох. Хүлээн авсан хариулт дээр үндэслэн компьютер дараах нөхцөл байдлыг үүсгэдэг. Зөвхөн текстэн мэдээлэлд суурилсан ийм симуляторуудыг програмчлахад харьцангуй хялбар бөгөөд компьютерийн нөөц бага шаарддаг. Гэсэн хэдий ч өнөө үед эдгээр шалгуурууд ач холбогдол багатай болж байгаа бөгөөд өнөөдөр текст симуляторуудыг харьцангуй ховор ашигладаг.
- компьютерийн график симуляторуудДэлгэц дээрх нөхцөл байдлын график дүрслэлийг дахин бүтээж, ихэвчлэн эмийг хэрэглэхтэй холбоотой фармакокинетик болон фармакодинамик үйл явцыг тайлбарлах. Ихэвчлэн зөвхөн "хулгана" нь интерфейсийн төхөөрөмж болгон ашиглагддаг. Хэдийгээр ийм симуляци нь материалыг ойлгох, өөртөө шингээхэд хувь нэмэр оруулдаг ч оюутнуудад практик ур чадварыг хөгжүүлдэггүй. Тэдгээрийг ашиглах гол зорилго нь зарим хийсвэр ойлголтыг хүртээмжтэй, хямд үнээр тайлбарлах явдал юм. Ийм симуляторууд нь ялангуяа физиологийн болон фармакологийн үйл явцыг дуурайхад тохиромжтой.
Sniffy-TheVirtualRat
Лабораторийн амьтныг загварчлах нэг жишээ болгон сайн мэддэг Sniffy - The Virtual Rat програмыг дурдаж болох бөгөөд энэ нь жинхэнэ хархны зан үйлийг дуурайлган хийх боломжийг олгодог, гэхдээ жинхэнэ амьтныг ашиглахад бүх сул тал байхгүй. Хөтөлбөр нь оюутнуудад сургалтын физиологийг судлах (болзолт рефлексийг хөгжүүлэх гэх мэт) сонгодог туршилтуудыг хуулбарлах боломжийг олгодог. Өөрийнхөө туршилтын төлөвлөгөөг хэрэгжүүлэх, янз бүрийн өдөөгч хүчин зүйлсийг ашиглах гэх мэт боломжтой. Бодит хархны хөдөлгөөнийг маш сайн дуурайдаг, сайтар бодож боловсруулсан хэрэглэгчийн интерфэйс, гайхалтай гүйцэтгэсэн компьютер графикийг бид тэмдэглэж болно.
Лабораторийн хархыг загварчлах үйлдэл - Виртуал хархыг үнэрлэх
Харх cvs (Зүрх судасны систем)
Rat CVS хөтөлбөр нь хархны зүрх судасны системд янз бүрийн эмийн нөлөө үзүүлэх туршилтыг дуурайлган хийдэг. Энэхүү програм нь системийн артерийн даралт, зүүн ховдолд үүссэн даралт, венийн даралт, зүрхний агшилтын хүч, давтамжийн өөрчлөлтийг бүртгэх боломжийг олгодог. Нурууны хархыг дуурайлган хийх боломжтой. Туршилтын хүн төрөл бүрийн эмийг шаардлагатай тунгаар (дигоксин, атенолол, изопреналин, лозартан гэх мэт) тарьж, мэдрэлийн системийг өдөөх (вагус мэдрэл гэх мэт) боломжтой. Энэ бүхэн нь зүрх судасны тогтолцооны параметрүүдийн өөрчлөлтийг бодит цагийн дүрслэлээр дагалддаг.
Хөтөлбөрийг оюутнуудад сургах, хянах зорилгоор хоёуланг нь ашиглаж болно - та үл мэдэгдэх эмийг харханд "тарих" боломжтой бөгөөд үүнийг оюутан өөрөө тодорхойлох боломжтой. Rat CVS-ийг Стратклидын их сургуулийн Жон Демпстер боловсруулсан.
Харх CVS - 10 мкг / кг тунгаар адреналин тарина.
Компьютерийн шинжлэх ухааны боловсролд симуляцийг ашиглах
Р.П.Романский
Техникийн их сургууль, Софи, Болгар
Оршил
Компьютерийн технологийг хөгжүүлэх, компьютерийн системийн (CS) архитектурын зохион байгуулалтыг сайжруулахын тулд компьютерийн мэргэжилтэн, оюутнуудыг тасралтгүй сургах, өөрийгөө сайжруулах шаардлагатай байна. Энэхүү сургалт нь уламжлалт сургалтын хэлбэрийг бие даан суралцах, зайн сургалт, практик төсөл боловсруулах, судалгааны туршилт хийх боломжуудтай хослуулах ёстой. Архитектурын зохион байгуулалтыг судлах, CS-ийн системийн гүйцэтгэлд дүн шинжилгээ хийх орчин үеийн аргуудыг ашиглах нь компьютерийн шинжлэх ухааны чиглэлээр хичээл заахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Энэ утгаараа төрөл бүрийн CS-ийн үндсэн бүтцийг судлах, компьютерийн үйл явцыг зохион байгуулах явцад загварчлалын аргыг ашиглах нь судалж буй объектын тохиромжтой математик тайлбарыг боловсруулж, компьютерийн туршилт хийх програм хангамжийг бий болгох боломжийг олгодог [Романский, 2001, Аронс, 2000]. Загварчлалын туршилтын үр дүнд хийсэн дүн шинжилгээ [Bruyul, 2002] нь системийн үндсэн шинж чанарууд болон судлагдсан CS-ийн гүйцэтгэлийг үнэлэх боломжтой болгодог.
CS-ийг судлах явцад загварчлалыг ашиглах нь архитектурын онцлог, тооцоолол, хяналтын зохион байгуулалтыг судлах боломжийг олгодог. Үүнийг загвар туршилтын үндсэн дээр хийж болох ба зохион байгуулалт нь компьютерийн загварыг гурван бүрэлдэхүүн хэсэг (үзэл баримтлалын загвар, математик загвар, программ хангамжийн загвар) дарааллаар зохион бүтээх, энэ загварыг тохиромжтой үйлдлийн орчинд хэрэгжүүлэх явдал юм. Энэхүү нийтлэлд бид CS-ийг судлах явцад тэдгээрийг судлах янз бүрийн аргуудыг ашиглах, ялангуяа явагдаж буй үйл явцыг судлах загварчлалын зарчмуудыг ашиглах, түүнчлэн CS-ийн системийн гүйцэтгэлд дүн шинжилгээ хийх боломжийг авч үзэх болно. Гол зорилго нь компьютерийн загварчлалын ерөнхий журмыг харилцан уялдаатай алхамуудын дараалал гэж тодорхойлж, загварчлалын судалгааны арга зүйн үндсэн үе шатуудыг танилцуулах явдал юм. Үүнийг хийхийн тулд дараагийн хэсэгт компьютерийн мэдээллийг боловсруулах ерөнхий хэлбэр, судалгааны объект болох компьютерийн тооцооллын онцлогийг тусгасан болно. CS судлах үйл явцад загварчлалын зарчмуудыг ашиглах нь сургалтын арга зүйн зохион байгуулалттай холбоотой байдаг уламжлалт, зайн, эсвэл тархсан утгаар.
Компьютерийн систем нь судалгааны объект, судалгааны арга
Компьютерийн систем, гүйцэтгэлийн судалгааны чиглэлээр мэргэшсэн сургалтын үндсэн зорилтуудын нэг нь ирээдүйн болон одоогийн компьютер дизайнерууд, компьютерийн тоног төхөөрөмж хөгжүүлэгчид, CS хэрэглэгчдийг загварчлах, хэмжих технологийн чадавхийг зөв ашиглахад сургах явдал юм. системүүд. Эдгээр боломжуудыг компьютерийн шинэ төслүүдийн үр нөлөөг үнэлэх, одоо байгаа системүүдийн харьцуулсан дүн шинжилгээ хийх явцад ашигладаг. Сургалтын явцад судалгааны ажлын үе шатуудын дараалал, гүйцэтгэлийн индексийн зохих үнэлгээг авахын тулд туршилтын үр дүнг боловсруулах боломжийг тодруулах нь даалгавар юм. Энэ даалгаврыг компьютерийн сургалтын тодорхой чиглэл, компьютерийн мэдээллийг боловсруулах зарчмуудын онцлогоос хамааран сайжруулж болно.
Цагаан будаа. 1. Компьютерийн боловсруулалтын мэдээллийн дэмжлэг.
Ерөнхийдөө компьютерийн боловсруулалт нь оролтын өгөгдлийг эцсийн шийдэл болгон хувиргах тодорхой функцуудыг хэрэгжүүлэхтэй холбоотой юм. Энэ нь мэдээллийн функциональ өөрчлөлтийн хоёр түвшинг тодорхойлдог (Зураг 1):
Мэдээллийн математик хувиргалт - бодит өгөгдлийг математикийн объект хэлбэрээр боловсруулах ба f:D®R ерөнхий функцээр илэрхийлэгддэг бөгөөд энэ нь D өгөгдлийн багцын элементүүдийг R үр дүнгийн олонлогийн элементүүдэд дүрсэлсэн;
боловсруулалтын компьютерийн хэрэгжилт - бодит мэдээллийн объектын тохиромжтой физик дүрслэлд суурилсан компьютер, програм хангамжийн төхөөрөмжөөс хамааран f*:X®Y математикийн функцийн тодорхой хэрэгжилтийг илэрхийлнэ.
Үүний үр дүнд бид r = f(d)ºj 2 (f*[ 1(d)]) компьютерийн боловсруулалтын ерөнхий функциональ загварыг бичиж болно, j 1 ба j 2 функцууд нь мэдээллийг кодлох, тайлахад туслах үүрэг гүйцэтгэдэг.
CS-ийг судалгааны объект гэж үзвэл компьютерийн боловсруулалт нь процессуудаас бүрдэх бөгөөд тэдгээр нь тус бүрийг бүтэц хэлбэрээр илэрхийлж болно гэдгийг санах нь зүйтэй.
Цагаан будаа. 2. Компьютерийн үйл явцын ойролцоо танилцуулга.
Компьютерийн боловсруулалтыг зохион байгуулахад янз бүрийн процессуудыг дэмжих нь компьютерийн орчны системийн ачааллыг бүрдүүлдэг. Момент бүрийн хувьд (t =1,2,...) V(t)=Vt= вектороор илэрхийлж болно.
CS-ийг судлахдаа компьютерийн боловсруулалтын мөн чанарыг тусгасан системийн үндсэн параметрүүдийг тодорхойлох, мөн системийн нөөцийн төлөв байдал, явагдаж буй үйл явцыг судлах арга зүйг боловсруулах шаардлагатай. Системийн үндсэн параметрүүдийн хувьд (гүйцэтгэлийн индекс) жишээлбэл, системийн нөөцийн элемент бүрийн ажлын ачаалал, CS-ийн системийн нийт ачаалал, олон програмын горимд багц даалгавруудыг шийдвэрлэхэд хариу өгөх хугацаа, Тоног төхөөрөмжийн тогтвортой байдлын зэрэг (тогтвортой байдал), компьютерийн боловсруулалтын зардал, зэрэгцээ эсвэл псевдопараллель процессыг төлөвлөх үр ашиг гэх мэт.
CS-ийн гүйцэтгэлд дүн шинжилгээ хийх, судлах чиглэлээр суралцах ердийн курс нь дараахь чиглэлээр онол практикийн үндсэн асуудлуудыг хэлэлцэх ёстой.
компьютерийн тоног төхөөрөмжийн гүйцэтгэл, компьютерийн үйл явцын үр ашгийг судлах боломж;
судалгааны үр дүнтэй аргуудыг хэрэглэх (хэмжилт, загварчлал);
системийн параметрүүдийг хэмжих технологийн онцлог (жишиг, мониторинг);
загварчлалын технологийн онцлог, зохион байгуулалт (аналитик, загварчлал гэх мэт);
туршилтын үр дүнг шинжлэх арга.
Энэ бүхэн нь энэхүү судалгааны аргыг ашиглах, тохирох хэрэгслийг сонгохтой холбоотой юм. Энэ утгаараа Зураг дээр. 3-т CS болон процессыг судлах аргын ойролцоо ангиллыг харуулав. Гурван үндсэн бүлгийг тодорхойлж болно:
Програм хангамжийн холимог - үйлдлийн ангиудын хэрэглээний коэффициент дээр үндэслэн процессорын гүйцэтгэлийг үнэлэх математикийн хамаарлыг илэрхийлдэг. Ердийн програмуудыг ажиллуулсны дараа статистик шинжилгээгээр процессорын ачааллыг үнэлэх боломжийг танд олгоно.
Тоолох аргууд - COP-ийн боломжтой параметрүүдийн тодорхой утгыг шууд бүртгэх үндсэн дээр компьютерийн үйл явцын талаар найдвартай мэдээлэл авах боломжийг танд олгоно. Үүнийг хийхийн тулд тохирох тоолох хэрэгсэл (монитор) ашиглах буюу боловсруулах, тоолох туршилтыг гүйцэтгэх ажлыг зохион байгуулах шаардлагатай. Орчин үеийн үйлдлийн системүүд нь програм хангамж эсвэл програм хангамжийн түвшинд ашиглаж болох өөрийн системийн мониторуудтай гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.
Загварын аргууд - туршилтын бодит объект байхгүй тохиолдолд ашигладаг. CS-ийн бүтэц эсвэл явагдаж буй үйл явцыг судлах нь компьютерийн загвар дээр үндэслэн хийгддэг. Энэ нь зорилгоос хамааран бүтцийн болон системийн параметрүүдийн зан үйлийн хамгийн чухал талуудыг тусгасан болно. Загвар боловсруулахын тулд хамгийн тохиромжтой, найдвартай байдлыг олж авах боломжийг олгодог хамгийн тохиромжтой загварчлалын аргыг сонгох шаардлагатай.
Цагаан будаа. 3. CS ба үйл явцын судалгааны аргуудын ангилал.
Уламжлалт сургалтын үйл явц нь лекцийн үндсэн хичээлийг танхимын дасгал ба / эсвэл лабораторийн дадлагатай хослуулан явуулах явдал юм. Компьютерийн шинжлэх ухааны чиглэлээр CS-ийн зохион байгуулалт, компьютерийн үйл явцыг удирдах зарчмуудыг (бага ба өндөр түвшинд), мөн системийн гүйцэтгэлд дүн шинжилгээ хийхдээ лабораторийн ажлыг гүйцэтгэх явцад компьютерийн загвар боловсруулах шаардлагатай болдог. ангид эсвэл бие даан төсөл хэрэгжүүлэх үед. Эдгээр практик ажлыг амжилттай хэрэгжүүлэх, шаардлагатай практик ур чадварыг олж авахын тулд үе шатуудын дарааллыг тодорхойлж, загвар боловсруулах технологийн онцлогийг танилцуулах шаардлагатай. Энэ нь оюутнуудад янз бүрийн компьютерийн архитектурын системийн гүйцэтгэлийг судлах, үнэлэх, харьцуулсан дүн шинжилгээ хийхэд тохиромжтой, найдвартай компьютерийн загварыг боловсруулах талаар шаардлагатай мэдлэгийг олж авах боломжийг олгоно. Үүний үр дүнд загварчлал хийх ерөнхий журам, түүнчлэн CS ба үйл явцыг судлах арга зүйн схемийг санал болгож байна.
CS ба процессыг судлахад компьютерийн симуляцийн журам
CS ба процессыг судлахад компьютерийн симуляцийн гол ажил бол гүйцэтгэлийн индексийн талаархи мэдээллийг олж авах явдал юм. Сургалтын үйл явцад загвар туршилтыг төлөвлөх нь дараах үе шатуудын үндсэн дээр явагдана.
системийн үндсэн параметрүүдийн тодорхой утгуудын эмпирик өгөгдөл цуглуулах;
эмпирик мэдээллийн бүтэц, боловсруулалт, загварын функциональ диаграммыг боловсруулах;
анхны объектын тохиромжтой математик загварыг боловсруулахад априори мэдээлэл, үйл ажиллагааны параметрүүдийн тодорхойлолтын талбарыг тодорхойлох;
загварын туршилтыг хэрэгжүүлэх, загварын мэдээллийг хуримтлуулах, түүний дараагийн шинжилгээ.
Загварын туршилтыг зохион байгуулах загвар судалгааны ерөнхий албан ёсны журмыг Зураг дээр үзүүлэв. дөрөв.
Цагаан будаа. 4. Загвар судлах журам.
Анхны зорилго нь бодит объектыг (систем эсвэл процесс) судлах хэрэгцээгээр тодорхойлогддог. Процедурын үндсэн үе шатууд нь дараах байдалтай байна.
Объектыг дэд системд задалж, системийн үйл явцын зан үйлийн зарим талыг хүлээн зөвшөөрөхүйц оновчтой түвшинг нэвтрүүлэх замаар загвар бүтээх үндсэн ойлголтыг тодорхойлох.
Тохиромжтой албан ёсны систем дээр үндэслэн судалж буй объектын бүтэц, харилцааг математикийн хэлбэржүүлэх.
Бодит системийн үйл ажиллагааны математик тодорхойлолт, загварчлалын зорилгоос хамааран тохирох функциональ загварыг боловсруулах.
Хамгийн тохиромжтой загварчлалын аргыг ашиглан математик загварыг хэрэгжүүлэх.
Тохиромжтой програм хангамжийн орчны (мэргэшсэн эсвэл бүх нийтийн) тусламжтайгаар бий болгосон математик загварыг тайлбарлах.
Судалгааны объектын параметрүүдийг үнэлэхийн тулд үүсгэсэн загварт үндэслэн туршилт хийх, дараа нь загварын мэдээллийг боловсруулах, тайлбарлах.
Компьютерийн симуляцийн үндсэн аргууд нь дараах байдалтай байна.
Аналитик аргууд - бодит системийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд болон явагдаж буй үйл явцыг дүрслэхийн тулд математик хэрэгслийг ашиглана. Сонгосон математикийн аргын үндсэн дээр математик загварыг ихэвчлэн програмчлахад хялбар болгодог тэгшитгэлийн систем болгон бүтээдэг боловч хэрэгжилт нь томъёолол, хүлээн зөвшөөрөгдсөн ажлын таамаглалуудын өндөр нарийвчлал, түүнчлэн чухал ач холбогдолтой баталгаажуулалтыг шаарддаг.
Загварчлал (дууриамал) аргууд - бодит объектын зан төлөвийг програм хангамжийн симулятор дуурайдаг бөгөөд энэ нь ажилдаа бодит ачаалал (эмуляц) эсвэл програм хангамжийн ачааллын загвар (симуляци) ашигладаг. Ийм загварууд нь нарийн төвөгтэй системийг судалж, найдвартай үр дүнд хүрэх боломжийг олгодог боловч тэдгээрийг цаг хугацаанд нь гүйцэтгэдэг бөгөөд энэ нь аргын гол сул талыг тодорхойлдог - компьютерийн цагийг ихээхэн зарцуулдаг.
Эмпирик аргууд нь бодит объектын үйл ажиллагааны талаархи мэдээллийг бүртгэх, хуримтлуулах, дүн шинжилгээ хийх тоон аргууд бөгөөд үүний үндсэн дээр түүнийг судлах статистик загварыг бий болгох боломжтой юм. Ихэвчлэн шугаман буюу шугаман бус тэгшитгэлийг сонгосон параметрүүдийн хамаарлыг илэрхийлэх (жишээлбэл, анхдагч хүчин зүйлсийн багцаас) болон статистик шинж чанарыг тооцоолоход ашигладаг.
Компьютерийн симуляцийн гол ажил бол зохих загварыг бий болгох явдал бөгөөд түүний тусламжтайгаар судалж буй системийн бүтэц, явагдаж буй үйл явцыг үнэн зөв дүрслэх боломжтой юм. Компьютерийн загварыг боловсруулах нь дараалсан гурван түвшинг агуулдаг - концепцийн загвар (загварыг бүтцийн үзэл суртлын үзэл баримтлал), математик загвар (математикийн албан ёсны системийн тусламжтайгаар үзэл баримтлалын загварын дүр төрх) ба програмын загвар (програм хангамжийн хэрэгжилт). тохиромжтой хэлний орчинтой математик загвар). Компьютерийн симуляцийн түвшин бүрт эцсийн загварын найдвартай байдал, загварын туршилтын үр дүнгийн үнэн зөв байдлыг хангахын тулд загварын хангалттай эсэхийг шалгах шаардлагатай. Загварын үйл явцын бие даасан үе шатуудын онцлог нь ашиглалтын арга барил, зохистой байдлыг үнэлэх арга хэрэгслийг тодорхойлдог. Эдгээр шинж чанарууд нь компьютерийн загварчлалын боловсруулсан арга зүйд байр сууриа олсон бөгөөд үүнийг доор үзүүлэв.
Загвар судалгааны арга зүй
Компьютерийн загварчлалын явцад ашигласан аргаас үл хамааран загварын судалгааны ерөнхий матодологийн схемийг тодорхойлох боломжтой (Зураг 5). Санал болгож буй албан ёсны арга зүйн дараалал нь хэд хэдэн үндсэн үе шатыг доор харуулав. Үндсэндээ энэ нь анхны загварын таамаглалыг томъёолж, дараалсан өөрчлөлтөд үндэслэн боловсруулсан компьютерийн загварын шаардлагатай найдвартай байдлыг олж авах давталтын процедурыг илэрхийлдэг. Энэхүү арга нь нарийн төвөгтэй системийг судлах, түүнчлэн судалж буй объектын талаар хангалттай априори мэдээлэл байхгүй тохиолдолд амжилттай байдаг.
"Бүтэц" үе шат
Загвар боловсруулах эхний үе шатанд загварчлах объект, судалгааны нөхцөл, таамаглал, мөн загварын үр нөлөөг үнэлэх шалгуурыг үнэн зөв, тодорхой тодорхойлох шаардлагатай. Энэ нь концепцийн загвар боловсруулах, түүнийг хийсвэр нэр томъёо, ойлголтоор тодорхойлох боломжийг олгоно. Ихэвчлэн хийсвэр тайлбар нь загвар бүтээх анхны зарчмуудыг (үндсэн ойролцоо тооцоолол, хувьсагчдын тодорхойлолтын хүрээ, гүйцэтгэлийн шалгуур, хүлээгдэж буй үр дүнгийн төрлүүд) тодорхойлдог. Энэ үе шатанд дараахь дэд үе шатуудыг тодорхойлж болно.
Даалгаврын тодорхойлолт, дүн шинжилгээ. Судалгааны ажлын тодорхой мөн чанар, шаардлагатай үйл ажиллагааг төлөвлөх зэргийг багтаасан болно. Асуудлын дүн шинжилгээнд үндэслэн хүлээгдэж буй үйл ажиллагааны хэмжээ, даалгаврыг задлах хэрэгцээг тодорхойлно.
Анхны мэдээллийн төрлийг зааж өгөх. Энэхүү мэдээлэл нь загварчлалын үр дүнг зөв гаргах боломжийг олгодог тул тооцооллын найдвартай байдлын шаардлагатай түвшинг хангах шаардлагатай байна.
Таамаглал, таамаглалын танилцуулга. Загварыг хэрэгжүүлэхэд хангалттай мэдээлэл байхгүй үед энэ нь зайлшгүй шаардлагатай. Таамаглал нь дутуу өгөгдөл эсвэл дутуу өгөгдлийг бүрэн орлуулдаг. Таамаглал нь боломжит үр дүнгийн төрөл эсвэл судалж буй үйл явцын хэрэгжилтийн орчинд хамаарна. Загварын явцад эдгээр таамаглал, таамаглалыг хүлээн зөвшөөрөх, үгүйсгэх, өөрчлөх боломжтой.
Загварын үндсэн агуулгын тодорхойлолт. Хэрэглэсэн загварчлалын аргын үндсэн дээр бодит объектын онцлог, даалгавар, түүнийг шийдвэрлэх арга хэрэгслийг мэдээлдэг. Энэ дэд шатны үр дүнд загварын үндсэн ойлголтыг томъёолох, бодит үйл явцын албан ёсны тайлбар, тохирох ойролцооллыг сонгох зэрэг орно.
Загварын параметрүүдийг тодорхойлох, үр ашгийн шалгуурыг сонгох. Энэ дэд үе шатанд үндсэн болон хоёрдогч хүчин зүйлс, оролтын үйлдэл, загварын хүлээгдэж буй гаралтын хариуг тодорхойлдог бөгөөд энэ нь математик тайлбарын шаардлагатай нарийвчлалд хүрэхэд онцгой ач холбогдолтой юм. Үр ашгийн шалгуурыг боловсронгуй болгох нь загварын параметрүүдийг өөрчлөх үед системийн хариу үйлдлийг үнэлэх функциональ хамаарлыг тодорхойлохтой холбоотой юм.
Загварын хийсвэр тайлбар. Үзэл баримтлалын загварын ерөнхий томъёололын үе шат нь хийсвэр загварыг тохиромжтой орчинд хийсвэрээр бүтээж дуусгадаг - жишээлбэл, блок диаграм хэлбэрээр, урсгалын диаграм (өгөгдлийн урсгалын диаграм), график диаграм хэлбэрээр ( Төрийн шилжилтийн сүлжээ) гэх мэт. Энэхүү хийсвэр дүрслэл нь математик загвар бүтээхэд хялбар болгодог.
Цагаан будаа. 5. Загварын судалгааны арга зүйн схем.
"Дизайн" шат
Компьютерийн загвар зохион бүтээх нь математик загвар болон түүний програм хангамжийн тайлбартай холбоотой байдаг.
Математик загвар нь судалж буй объектын бүтэц, явагдаж буй үйл явцын тохиромжтой математик хэлбэрийн Y=Ф(X, S, A, T) дүрслэл бөгөөд үүнд: X нь гадны нөлөөллийн багц; S - системийн параметрүүдийн багц; A - функциональ зан төлөвийг тусгасан (ажлын алгоритмууд); T - ажиллах хугацаа. Тиймээс Y объектын зан төлөв (урвал) нь аналитик хамаарлыг (детерминист эсвэл магадлал) илэрхийлдэг Ф функциональ нөлөөллийн багцыг загварчилдаг. Энэ утгаараа математик загвар гэдэг нь хүлээн зөвшөөрөгдсөн таамаглал, ойролцоо дүгнэлт, анхны нөхцөл, тодорхойлсон судалгааны параметрүүдийг үнэлж, сонгосон математикийн системийн тусламжтайгаар хийсвэр загварыг тайлбарлах явдал юм. Математик загварыг боловсруулахдаа мэдэгдэж буй математикийн томьёо, хамаарал эсвэл математик хуулиудыг (жишээлбэл, магадлалын тархалт) хэрэглэх, түүнчлэн тэдгээрийг нэгтгэх, нэмэх боломжтой. Загварчлалын зорилгоор хамгийн түгээмэл онолын математикийн системүүд нь математик загварыг график хэлбэрээр харуулах боломжийг олгодог - Петрийн тор, Марковын гинж, дарааллын систем гэх мэт. Өмнөх шатанд тодорхойлсон шалгуурт үндэслэн үүсгэсэн математик загвар нь шаардлагатай найдвартай, хүрэлцэхүйц хэмжээнд хүрэхийн тулд үнэлэгдэж, зөвшөөрч, татгалзаж болно.
Програм хангамжийн загвар нь математикийн тайлбарыг програмын хэлээр хэрэгжүүлэх явдал бөгөөд үүний тулд зохих техник, технологийн хэрэгслийг сонгодог. Програм хангамжийг хэрэгжүүлэх явцад математик загвар дээр үндэслэн загварын логик бүтэц-функциональ схемийг боловсруулдаг. Энэ хэлхээг бүтээхийн тулд та уламжлалт блок диаграмм эсвэл GPSS (Ерөнхий зориулалтын симуляцийн систем) гэх мэт тусгай загварчлалын орчинд дүрслэгдсэн график хэрэгслийг ашиглаж болно. Загварын програм хангамжийг хэрэгжүүлэх нь програм хангамж боловсруулах ажил бөгөөд энэ утгаараа програмчлалын технологийн зарчимд захирагддаг.
"Тодруулга" үе шат
Цагаан будаа. 6. Загварыг боловсронгуй болгох давтагдах журам.
Загварын хүчинтэй байдлыг шалгах гол зорилго нь бодит объектын үйл явц, загварын үр дүнг бүртгэх механизмыг дүрслэх үед захидал харилцааны нарийвчлалын түвшинг тодорхойлох явдал юм. Ерөнхийдөө компьютерийн загвар нь бие даасан бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн цуглуулгыг илэрхийлдэг бөгөөд энэ утгаараа хангалттай байдлын шалгалтыг зөв төлөвлөх нь чухал юм.
"Гүйцэтгэл" шат
Энэ бол бүтээгдсэн загварыг хэрэгжүүлэх үе шат юм (тоон аргаар шийдвэрлэх эсвэл цаг хугацаанд нь гүйцэтгэх). Гол зорилго нь машины хамгийн бага хугацаанд хамгийн их мэдээлэл авах явдал юм. Хоёр дэд үе шат байдаг:
Загварын туршилтыг төлөвлөх - хяналттай хүчин зүйлийн үнэ цэнийг тодорхойлох, загварыг гүйцэтгэх үед ажиглагдсан хүчин зүйлсийг бүртгэх дүрмийг тодорхойлох. Туршилтын тодорхой загварыг сонгох нь гүйцэтгэлийн хугацааг оновчтой болгохын зэрэгцээ судалгааны зорилгоос хамаарна. Үр дүнтэй төлөвлөгөө гаргахын тулд статистик аргуудыг ихэвчлэн ашигладаг (бүрэн төлөвлөгөө, нэг хүчин зүйлийн төлөвлөгөө, санамсаргүй төлөвлөгөө гэх мэт) нь ажиглагдсан хүчин зүйлсийн нэгдсэн нөлөөллийг арилгах, туршилтын зөвшөөрөгдөх алдааг тооцоолох боломжийг олгодог.
Туршилтын хэрэгжилт - оролтын өгөгдлийг бэлтгэх, туршилтын төлөвлөгөөг компьютерээр хэрэгжүүлэх, туршилтын үр дүнг хадгалах. Туршилтын хэрэгжилтийг дараах байдлаар хийж болно: хяналтын симуляци (загварын гүйцэтгэл, мэдрэмжийг шалгах, загварын хугацааг тооцоолох); ажлын симуляци (боловсруулсан туршилтын төлөвлөгөөний бодит хэрэгжилт).
"Загварын үр дүнгийн шинжилгээ, тайлбар" үе шат
Загварын туршилтын төлөвлөгөөг хэрэгжүүлэхдээ мэдээлэл (симуляцийн үр дүн) хуримтлагддаг бөгөөд үүнийг судалж буй объектын зан үйлийн талаархи үнэлгээ, дүгнэлт гаргахын тулд дүн шинжилгээ хийх шаардлагатай. Энэ нь туршилтын мэдээлэлд дүн шинжилгээ хийх аргыг сонгох, олж авсан тооцооллыг тайлбарлахад тохиромжтой аргыг ашиглах гэсэн хоёр талыг тодорхойлдог. Сүүлийнх нь судалгааны зөв дүгнэлтийг бий болгоход онцгой ач холбогдолтой юм. Эхний талын утгаараа статистикийн аргуудыг ихэвчлэн ашигладаг - тайлбарлах дүн шинжилгээ (параметрүүдийн хилийн утгыг тооцоолох, математикийн хүлээлт, дисперс ба язгуур дундаж квадрат алдаа; сонгосон хүчин зүйлийн давхаргажилтыг тодорхойлох; гистограммыг тооцоолох). , гэх мэт); корреляцийн шинжилгээ (хүчин зүйлийн харилцааны түвшинг тодорхойлох); регрессийн шинжилгээ (бүлэг хүчин зүйл дэх учир шалтгааны хамаарлыг судлах); дисперсийн шинжилгээ (туршилтын үр дүнд үндэслэн тодорхой хүчин зүйлийн харьцангуй нөлөөллийг тогтоох).
Загварын өгөгдлийн шинжилгээний үр дүнг график хамаарал, диаграмм, гистограмм гэх мэтийг ашиглан тоон болон хүснэгт хэлбэрээр гаргаж болно. Графикийн тохирох хэрэгслийг сонгохын тулд ашигласан шинжилгээний арга, түүнчлэн туршилт хийгчийн субъектив ур чадвар чухал юм. туршилтын үр дүнг танилцуулах.
Дүгнэлт
Симуляцийн туршилт бүрийг зохион байгуулах гол зорилго нь үр дүнтэй загварчлалыг хэрэгжүүлэх явдал юм. Энэ нь машины цаг хугацаатай холбоотой - загварт ихээхэн хэмжээний боловсруулалт хийх нь загварчлалын зардлыг нэмэгдүүлж, үр ашгийг бууруулдаг. Загварыг хурдан баталгаажуулах, нэгдмэл байдалд хүрэх нь судалгааны үр дүнтэй байхын тулд маш чухал юм. Бодит систем бүрийн хувьд задлах арга, нарийвчилсан түвшин, загварчлалын арга, програм хангамжийг хэрэгжүүлэх хэрэгсэл гэх мэт өөр өөр загваруудыг бий болгох шаардлагатай байдаг. Хамгийн сайн сонголтыг сонгох явцад зөвхөн үнэн зөв, хангалттай байдлын үнэлгээ хангалтгүй байна. Конвергент загваруудын багцаас хэрэгжүүлэхэд хамгийн бага цаг зарцуулдаг хамгийн үр дүнтэй хувилбарыг сонгох шаардлагатай.
Програм хангамжийн хэрэгжилтийн хэрэглээний хэл, түүнчлэн концепцийн загварыг хийсвэр дүрслэх албан ёсны тогтолцооны бүрэн бүтэн байдал, тайлбарын нэр томъёоны энгийн байдал, оновчтой төлөвлөгөө боловсруулах гэх мэт нь програм хангамжийг хангалттай үр дүнтэй хэрэгжүүлэхэд чухал ач холбогдолтой юм. загвар.аналитик загварчлалд зориулагдсан. Симуляцийн загварыг хэрэгжүүлэхийн тулд тусгай хэлний орчинг ашиглах нь сайн туршлага юм.
Ном зүй
[Bruyul 2002] Bruyul A. SPSS: мэдээлэл боловсруулах урлаг. Статистикийн мэдээлэлд дүн шинжилгээ хийх. Санкт-Петербург: DiaSoft, 2002, - 608 х.
[Romansky, 2001] Romansky R. Компьютерийн өгөгдөл боловсруулах үйл явцын стохастик цаг хугацааны шинж чанарыг математик загварчлах, судлах // Мэдээллийн технологи. - Москва, Орос, 2001, No 2, - S. 51 - 55.
Arons H., van Asperen E. Загвар тодорхойлоход зориулсан компьютерийн тусламж // Өвлийн 32 дахь симуляцийн бага хурлын эмхэтгэл. - Флорида, АНУ, 2000 оны 12-р сар. - P. 399-408.
Бенвенист А., Фабре Э., Хаар Сент. Марковын тор: тархсан ба зэрэгцээ системүүдийн магадлалын загварууд // Автомат удирдлагын IEEE гүйлгээ. 2003 оны 11-р сар, боть. 48, No 11. - P. 1936-1950.
Батлер Ж.Э., Брокман Ж.Б. Энгийн компьютерийн архитектурыг дуурайлган хийдэг вэбд суурилсан сургалтын хэрэгсэл // ACM SIGCSE Bulletin. 2001 оны 6-р сар, боть. 33, үгүй. 2. - P. 47-50.
Crosbie R. E. Загварчлал ба симуляцийн загвар сургалтын хөтөлбөр: Энэ бидэнд хэрэгтэй юу? Бид хийж чадах уу? // Өвлийн симуляцийн 32 дахь хурлын эмхэтгэл. 2000 оны 12-р сар.-П. 1666-1668 он.
Fabre E., Pigourier V. Түгээмэл алгоритмтай тархсан системийг хянах // Шийдвэр ба хяналтын IEEE-ийн 41-р бага хурлын эмхэтгэл. - боть. 1. 2002 оны 12-р сарын 10-13 - P. 411-416.
Иббетт Р.Н. Компьютерийн архитектурын симуляцийн WWW дүрслэл // 7th Annual Conf. Компьютерийн шинжлэх ухааны боловсролын инноваци ба технологийн тухай. 2002 оны 6-р сар. - P. 247.
Lilja D.J. Компьютерийн системийн гүйцэтгэлийн шинжилгээг заах заах аргуудыг харьцуулах нь // IEEE Trans. Боловсролын тухай. 2001 оны 2-р сар, боть. 44, No 1, - P. 35-40.
Music G., Zupancic B., Matko D. Petri net-based modeling and supervisory control design in Matlab // Proceedings of the IEEE Conference EUROCON 2003 "Computers as a tool". - боть. 1. 9-р сарын 22-24. 2003. - Словени. - P. 362-366.
Пандей С., Рамамритам К., Чакрабарти С. Тасралтгүй асуулгад хариу өгөхийн тулд динамик вэбийг хянах нь // World Wide Web-ийн 12 дахь олон улсын бага хурлын эмхэтгэл. - Унгар, 2003 оны 5-р сар, - P. 659-668.
Поккек П., Мардини В. Дараалал бүхий загварчлал: эмпирик судалгаа // Цахилгаан ба компьютерийн инженерийн Канадын бага хурлын эмхэтгэл. - боть. 1. 2001 оны 5-р сарын 13-16. - P. 685-689.
Романский Р. нар. Түгээмэл цахим сургалтын мэдээллийн сүлжээний InfoNet байгууллага // Компьютерийн систем ба технологийн олон улсын 3-р бага хурлын эмхэтгэл (цахим сургалт). 2002 оны 6-р сарын 20-21. София, Болгар. - P. IV.4-1 - IV.4-6.
Саржент Р.Г. Симуляцийн загваруудыг баталгаажуулах, баталгаажуулах // 2003 оны өвлийн симуляцийн бага хурлын эмхэтгэл. - боть. 1. 2003 оны 12-р сарын 7-10. - P. 27-48.
Stahl, I. GPSS: 40 жилийн хөгжил // Өвлийн симуляцийн 33 дахь бага хурлын эмхэтгэл. 2001 оны 12-р сар. - P. 577-585.
Е Д, Шиаофер Сю, Юлиу Чен. Виртуал аж ахуйн нэгжүүдэд зориулсан загварчлалын нэгдсэн арга зүй // Компьютер, харилцаа холбоо, удирдлага, эрчим хүчний инженерийн 10-р бага хурлын эмхэтгэл. - боть. 3. Аравдугаар сар 2002. - P. 1603-1606.
Сургуулийн компьютерийн шинжлэх ухааны хичээл дээр компьютерийн загварчлалыг заах
Судалгааны ажилд бид оюутнуудын бүтээлч чадварыг хөгжүүлэх хамгийн үр дүнтэй нь мэдээллийн загварчлалтай холбоотой материал гэж үздэг. Энэхүү таамаглалыг шалгахын өмнө компьютерийн загварчлалын газар, ач холбогдол, компьютерийн загварчлалыг заах зорилго, зорилт, загварчлалыг заахад бүрэлдэн бий болсон ойлголтуудыг авч үзье.
Сургуулийн мэдээлэл зүйн хичээлд компьютерийн загварчлалын байр суурь, ач холбогдол
Мэдээлэл зүйн боловсролын заавал дагаж мөрдөх доод агуулгад "Загварчлал ба албажуулах" гэсэн мөр байдаг бөгөөд энэ нь мэдээлэл, мэдээллийн үйл явцын зэрэгцээ мэдээлэл зүйн үндсэн хичээлийн онолын үндэс болдог.
Загварчлалын сэдэв нь бусад бүх сэдвүүдээс цэвэр онолын, бие даасан шинж чанартай гэж үзэж болохгүй. Суурь хичээлийн ихэнх хэсэг нь тухайн хичээлийн технологийн чиглэлтэй холбоотой сэдвүүдийг багтаасан загварчлалтай шууд холбоотой байдаг. Текст, график засварлагч, DBMS, хүснэгтийн процессор, компьютерийн үзүүлэнг мэдээллийн загвартай ажиллах хэрэгсэл болгон авч үзэх нь зүйтэй. Алгоритмчлал, програмчлал нь загварчлалтай шууд холбоотой. Тиймээс загварчлалын шугам нь үндсэн хичээлийн олон хэсгүүдэд хөндлөн огтлолтой байдаг.
Бешенковын хэлснээр С.А. болон бусад сэдвүүд "Мэдээлэл ба мэдээллийн үйл явц", "Албан ёсны болгох, загварчлах" зэрэг нь мэдээлэл зүйн хичээлийн гол сэдэв юм. Эдгээр сэдвүүд нь "Алгоритм ба гүйцэтгэгчид", "Мэдээллийн технологи" гэх мэт уламжлалт хичээлийн сэдвүүдийг нэг цогц болгон нэгтгэсэн.
"Тоглоом ба даалгавар дахь мэдээлэл зүй", "Информатик-плюс" зохиогчийн курсуудыг бүтээгчид сургуулийн мэдээлэл зүйн хичээлийн гол ажил бол мэдээлэл-логик загварт дүн шинжилгээ хийх, бүтээх чадварыг хөгжүүлэх, хөгжүүлэх явдал гэж үздэг.
Бояршинов М.Г. Физик, хими, математик, эдийн засаг, экологи, анагаах ухаан, социологи, хүмүүнлэгийн салбар дахь асуудлыг шийдвэрлэх арга барилтай оюутнуудыг таниулах зорилготой компьютерийн загварчлалын хичээлийг мэдээлэл зүйн хичээлийн хүрээнд нэвтрүүлэх нь зүйтэй гэж үзсэн. орчин үеийн компьютерийн технологийг ашиглан дизайн, технологийн асуудлууд.
Кузнецов А.А., Бешенков С.А., Ракитина Е.А. Мэдээллийн хичээлийн системчилсэн шинж чанарыг өгдөг үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг нь "Мэдээллийн үйл явц", "Мэдээллийн загвар", "Удирдлагын мэдээллийн үндэс" гэж үзэх. Асуудлын шийдэл нь үргэлж загварчлалаас эхэлдэг: хэд хэдэн загварыг бий болгох эсвэл сонгох: асуудлын агуулгын загвар (нөхцөлийг албан ёсны болгох), энэ тодорхой асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд ажлын загвар болгон сонгосон объектын загвар, загвар. шийдлийн (арга), асуудлыг шийдвэрлэх үйл явцын загвар.
Тиймээс мэдээллийн үйл явц, түүнчлэн гадаад ертөнцийн аливаа үзэгдлийг судлах нь загварчлалын арга зүйд суурилдаг. Компьютерийн шинжлэх ухааны онцлог нь зөвхөн математик загвар төдийгүй янз бүрийн хэлбэр, төрлийн загвар (текст, хүснэгт, зураг, алгоритм, программ) - мэдээллийн загваруудыг ашигладаг. Мэдээллийн загварын тухай ойлголт нь мэдээлэл зүйн хичээлд өргөн хүрээний салбар хоорондын холболтыг өгдөг., үүсэх нь суурь сургуулийн энэ хичээлийн үндсэн зорилтуудын нэг юм. Мэдээллийн загварыг бий болгох үйл ажиллагаа - мэдээллийн загварчлал нь мэдээлэл зүйг нарийн тодорхойлдог үйл ажиллагааны ерөнхий төрөл юм.
Орчин үеийн бодит байдлыг ойлгох үр дүнтэй аргуудын нэг бол хамгийн сүүлийн үеийн мэдээллийн технологийн арсеналыг шингээсэн хүчирхэг аналитик хэрэгсэл болох загварчлалын арга юм.
"Мэдээллийн загварчлал" гэсэн ойлголтын ерөнхий шинж чанар нь мэдээлэлтэй ажиллахдаа бид үргэлж бэлэн мэдээллийн загвартай харьцдаг (тэдгээрийг ажиглагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг), эсвэл мэдээллийн загвар боловсруулдагтай холбоотой юм.
Мэдээллийн загварчлал нь компьютерийн шинжлэх ухааны судалгааны объект төдийгүй танин мэдэхүйн, боловсролын болон практик үйл ажиллагааны хамгийн чухал арга зам юм. Үүнийг шинжлэх ухааны судалгааны арга, бие даасан үйл ажиллагаа гэж бас үзэж болно.
Зубко И.И. Мэдээллийн загварчлал нь "компьютер ашиглахад чиглэсэн хүрээлэн буй бодит байдлын (бодит ба хамгийн тохиромжтой) объектуудыг танин мэдэх шинжлэх ухааны шинэ ерөнхий арга" гэж тодорхойлдог. Загварчлалыг нэг талаас танин мэдэхүйн арга хэлбэр, нөгөө талаас сурагчдын заавал эзэмших ёстой агуулга гэж үздэг. Төслийн аргыг практикт хэрэгжүүлж, судалгаа, бие даасан, бүтээлч ажлыг олон янзаар нэгтгэж чадвал мэдээллийн загварчлалыг оюутнуудад хамгийн үр дүнтэй заах боломжтой гэж зохиогч үзэж байна.
Галыгина I.V. Мэдээллийн загварчлалын сургалтыг дараахь арга барилын үндсэн дээр явуулах ёстой гэж үздэг.
загвар, үүний дагуу загварчлалыг мэдлэгийн хэрэгсэл, судлах объект, суралцах хэрэгсэл гэж үздэг;
объект нь янз бүрийн төрлийн объектуудыг сонгох, дүн шинжилгээ хийх гэсэн утгатай: судалгааны объект, мэдээллийн загвар нь шинэ объект, загварыг бий болгоход ашигласан загварчлалын хэлний объектууд.
Сурган хүмүүжүүлэх ухаанд мэдээллийн загварчлалыг гурван чиглэлээр авч үзэж болно.
танин мэдэхүйн хэрэгсэл, учир нь бодит объектын талаар шинэ мэдлэг олж авах, холбогдох мэдээллийн загвар, энэ загварыг тодорхойлоход ашигладаг загварчлах хэлний объектууд нь загварыг бүтээх, судлах явцад үүсдэг;
сургалтын хэрэглүүр, учир нь сургалтын үйл явц нь ихэнх тохиолдолд судалж буй объектын үйл ажиллагааны мэдээллийн загвартай холбоотой байдаг, тухайлбал аман тайлбар, график дүрс,
зүй тогтлыг томъёогоор илэрхийлэх гэх мэт;
судалгааны объект, учир нь мэдээллийн загварыг өөрийн өвөрмөц шинж чанар, шинж чанар, шинж чанараараа бие даасан мэдээллийн объект гэж үзэж болно.
Оюутны үүднээс эдгээр талуудын гол ялгаа нь эхний тохиолдолд танин мэдэхүйн үйл ажиллагааны явцад суралцагч өөрөө өөрийн туршлага, мэдлэг, холбоонд тулгуурлан судалж буй объектын загварыг бий болгодог. Хоёрдахь тохиолдолд оюутанд суралцаж буй объектын загварыг багш, сурах бичгийн зохиогч эсвэл шинжлэх ухааны онолыг бүтээгчийн боловсруулсан загвараар хангадаг. Сүүлчийн тохиолдолд загваруудын багц нь судалж буй объект юм.
"Мэдээллийн загварчлал" модулийн мэдээлэл зүйн үндсэн хичээлийг "Загварчлал ба албан ёсны болгох" агуулгын мөрөнд оруулах нь дараахь үндсэн суурийг бий болгоно.
боловсролын үйл ажиллагаанд мэдээллийн загварыг ухамсартайгаар ашиглах;
оюутнуудыг шинжлэх ухааны судалгааны арга зүйтэй танилцуулах;
дараа нь компьютерийн шинжлэх ухааны тусгай курсуудад мэдээллийн загварчлалыг гүнзгийрүүлэн судлах.
Титова Ю.Ф. Боловсролын хамгийн чухал үүрэг бол оюутнуудын бүтээлч чадавхийг хөгжүүлэх явдал гэж үздэг. Бүтээлч үйл ажиллагааны туршлага нь янз бүрийн чиглэлийн асуудалтай асуудлуудыг шийдвэрлэх замаар, ялангуяа судалгааны үйл ажиллагаанаас бүрддэг. Судалгааны хамгийн чухал хэрэгслийн нэг бол загварчлал юм. Зохиогч нь загвар боловсруулах, судлах албан ёсны хандлагад суурилсан онолын материалыг нэгтгэн, боловсролын янз бүрийн салбаруудын мэдлэгийг нэгтгэх судалгааны багц ажлыг нэгтгэн мэдээллийн үндсэн хичээлд загварчлалыг заах арга зүйг боловсруулсан. Энэхүү аргачлалыг ашигласнаар сурагчдын үйл ажиллагааны үр дүнг хийсвэрлэх, тодорхой болгох, нэгтгэн дүгнэх, ангилах, дүн шинжилгээ хийх, ойлгох зэрэг олон төрлийн оюуны чадварыг хөгжүүлнэ гэж зохиогч үзэж байна.
Р.П.Романский
Техникийн их сургууль, Софи, Болгар
Оршил
Компьютерийн технологийг хөгжүүлэх, компьютерийн системийн (CS) архитектурын зохион байгуулалтыг сайжруулахын тулд компьютерийн мэргэжилтэн, оюутнуудыг тасралтгүй сургах, өөрийгөө сайжруулах шаардлагатай байна. Энэхүү сургалт нь уламжлалт сургалтын хэлбэрийг бие даан суралцах, зайн сургалт, практик төсөл боловсруулах, судалгааны туршилт хийх боломжуудтай хослуулах ёстой. Архитектурын зохион байгуулалтыг судлах, CS-ийн системийн гүйцэтгэлд дүн шинжилгээ хийх орчин үеийн аргуудыг ашиглах нь компьютерийн шинжлэх ухааны чиглэлээр хичээл заахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Энэ утгаараа төрөл бүрийн CS-ийн үндсэн бүтцийг судлах, компьютерийн үйл явцыг зохион байгуулах явцад загварчлалын аргыг ашиглах нь судалж буй объектын тохиромжтой математик тайлбарыг боловсруулж, компьютерийн туршилт хийх програм хангамжийг бий болгох боломжийг олгодог [Романский, 2001, Аронс, 2000]. Загварчлалын туршилтын үр дүнд хийсэн дүн шинжилгээ [Bruyul, 2002] нь системийн үндсэн шинж чанарууд болон судлагдсан CS-ийн гүйцэтгэлийг үнэлэх боломжтой болгодог.
CS-ийг судлах явцад загварчлалыг ашиглах нь архитектурын онцлог, тооцоолол, хяналтын зохион байгуулалтыг судлах боломжийг олгодог. Үүнийг загвар туршилтын үндсэн дээр хийж болох ба зохион байгуулалт нь компьютерийн загварыг гурван бүрэлдэхүүн хэсэг (үзэл баримтлалын загвар, математик загвар, программ хангамжийн загвар) дарааллаар зохион бүтээх, энэ загварыг тохиромжтой үйлдлийн орчинд хэрэгжүүлэх явдал юм. Энэхүү нийтлэлд бид CS-ийг судлах явцад тэдгээрийг судлах янз бүрийн аргуудыг ашиглах, ялангуяа явагдаж буй үйл явцыг судлах загварчлалын зарчмуудыг ашиглах, түүнчлэн CS-ийн системийн гүйцэтгэлд дүн шинжилгээ хийх боломжийг авч үзэх болно. Гол зорилго нь компьютерийн загварчлалын ерөнхий журмыг харилцан уялдаатай алхамуудын дараалал гэж тодорхойлж, загварчлалын судалгааны арга зүйн үндсэн үе шатуудыг танилцуулах явдал юм. Үүнийг хийхийн тулд дараагийн хэсэгт компьютерийн мэдээллийг боловсруулах ерөнхий хэлбэр, судалгааны объект болох компьютерийн тооцооллын онцлогийг тусгасан болно. CS судлах үйл явцад загварчлалын зарчмуудыг ашиглах нь сургалтын арга зүйн зохион байгуулалттай холбоотой байдаг уламжлалт, зайн, эсвэл тархсан утгаар.
Компьютерийн систем нь судалгааны объект, судалгааны арга
Компьютерийн систем, гүйцэтгэлийн судалгааны чиглэлээр мэргэшсэн сургалтын үндсэн зорилтуудын нэг нь ирээдүйн болон одоогийн компьютер дизайнерууд, компьютерийн тоног төхөөрөмж хөгжүүлэгчид, CS хэрэглэгчдийг загварчлах, хэмжих технологийн чадавхийг зөв ашиглахад сургах явдал юм. системүүд. Эдгээр боломжуудыг компьютерийн шинэ төслүүдийн үр нөлөөг үнэлэх, одоо байгаа системүүдийн харьцуулсан дүн шинжилгээ хийх явцад ашигладаг. Сургалтын явцад судалгааны ажлын үе шатуудын дараалал, гүйцэтгэлийн индексийн зохих үнэлгээг авахын тулд туршилтын үр дүнг боловсруулах боломжийг тодруулах нь даалгавар юм. Энэ даалгаврыг компьютерийн сургалтын тодорхой чиглэл, компьютерийн мэдээллийг боловсруулах зарчмуудын онцлогоос хамааран сайжруулж болно.
Цагаан будаа. 1. Компьютерийн боловсруулалтын мэдээллийн дэмжлэг.
Ерөнхийдөө компьютерийн боловсруулалт нь оролтын өгөгдлийг эцсийн шийдэл болгон хувиргах тодорхой функцуудыг хэрэгжүүлэхтэй холбоотой юм. Энэ нь мэдээллийн функциональ өөрчлөлтийн хоёр түвшинг тодорхойлдог (Зураг 1):
Мэдээллийн математик хувиргалт - бодит өгөгдлийг математикийн объект хэлбэрээр боловсруулах ба f:D®R ерөнхий функцээр илэрхийлэгддэг бөгөөд энэ нь D өгөгдлийн багцын элементүүдийг R үр дүнгийн олонлогийн элементүүдэд дүрсэлсэн;
боловсруулалтын компьютерийн хэрэгжилт - бодит мэдээллийн объектын тохиромжтой физик дүрслэлд суурилсан компьютер, програм хангамжийн төхөөрөмжөөс хамааран f*:X®Y математикийн функцийн тодорхой хэрэгжилтийг илэрхийлнэ.
Үүний үр дүнд бид r = f(d)ºj 2 (f*[ 1(d)]) компьютерийн боловсруулалтын ерөнхий функциональ загварыг бичиж болно, j 1 ба j 2 функцууд нь мэдээллийг кодлох, тайлахад туслах үүрэг гүйцэтгэдэг.
CS-ийг судалгааны объект гэж үзвэл компьютерийн боловсруулалт нь процессуудаас бүрдэх бөгөөд тэдгээр нь тус бүрийг бүтэц хэлбэрээр илэрхийлж болно гэдгийг санах нь зүйтэй.
Цагаан будаа. 2. Компьютерийн үйл явцын ойролцоо танилцуулга.
Компьютерийн боловсруулалтыг зохион байгуулахад янз бүрийн процессуудыг дэмжих нь компьютерийн орчны системийн ачааллыг бүрдүүлдэг. Момент бүрийн хувьд (t =1,2,...) V(t)=Vt= вектороор илэрхийлж болно.
CS-ийг судлахдаа компьютерийн боловсруулалтын мөн чанарыг тусгасан системийн үндсэн параметрүүдийг тодорхойлох, мөн системийн нөөцийн төлөв байдал, явагдаж буй үйл явцыг судлах арга зүйг боловсруулах шаардлагатай. Системийн үндсэн параметрүүдийн хувьд (гүйцэтгэлийн индекс) жишээлбэл, системийн нөөцийн элемент бүрийн ажлын ачаалал, CS-ийн системийн нийт ачаалал, олон програмын горимд багц даалгавруудыг шийдвэрлэхэд хариу өгөх хугацаа, Тоног төхөөрөмжийн тогтвортой байдлын зэрэг (тогтвортой байдал), компьютерийн боловсруулалтын зардал, зэрэгцээ эсвэл псевдопараллель процессыг төлөвлөх үр ашиг гэх мэт.
CS-ийн гүйцэтгэлд дүн шинжилгээ хийх, судлах чиглэлээр суралцах ердийн курс нь дараахь чиглэлээр онол практикийн үндсэн асуудлуудыг хэлэлцэх ёстой.
компьютерийн тоног төхөөрөмжийн гүйцэтгэл, компьютерийн үйл явцын үр ашгийг судлах боломж;
судалгааны үр дүнтэй аргуудыг хэрэглэх (хэмжилт, загварчлал);
системийн параметрүүдийг хэмжих технологийн онцлог (жишиг, мониторинг);
загварчлалын технологийн онцлог, зохион байгуулалт (аналитик, загварчлал гэх мэт);
туршилтын үр дүнг шинжлэх арга.
Энэ бүхэн нь энэхүү судалгааны аргыг ашиглах, тохирох хэрэгслийг сонгохтой холбоотой юм. Энэ утгаараа Зураг дээр. 3-т CS болон процессыг судлах аргын ойролцоо ангиллыг харуулав. Гурван үндсэн бүлгийг тодорхойлж болно:
Програм хангамжийн холимог - үйлдлийн ангиудын хэрэглээний коэффициент дээр үндэслэн процессорын гүйцэтгэлийг үнэлэх математикийн хамаарлыг илэрхийлдэг. Ердийн програмуудыг ажиллуулсны дараа статистик шинжилгээгээр процессорын ачааллыг үнэлэх боломжийг танд олгоно.
Тоолох аргууд - COP-ийн боломжтой параметрүүдийн тодорхой утгыг шууд бүртгэх үндсэн дээр компьютерийн үйл явцын талаар найдвартай мэдээлэл авах боломжийг танд олгоно. Үүнийг хийхийн тулд тохирох тоолох хэрэгсэл (монитор) ашиглах буюу боловсруулах, тоолох туршилтыг гүйцэтгэх ажлыг зохион байгуулах шаардлагатай. Орчин үеийн үйлдлийн системүүд нь програм хангамж эсвэл програм хангамжийн түвшинд ашиглаж болох өөрийн системийн мониторуудтай гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.
Загварын аргууд - туршилтын бодит объект байхгүй тохиолдолд ашигладаг. CS-ийн бүтэц эсвэл явагдаж буй үйл явцыг судлах нь компьютерийн загвар дээр үндэслэн хийгддэг. Энэ нь зорилгоос хамааран бүтцийн болон системийн параметрүүдийн зан үйлийн хамгийн чухал талуудыг тусгасан болно. Загвар боловсруулахын тулд хамгийн тохиромжтой, найдвартай байдлыг олж авах боломжийг олгодог хамгийн тохиромжтой загварчлалын аргыг сонгох шаардлагатай.
Цагаан будаа. 3. CS ба үйл явцын судалгааны аргуудын ангилал.
Уламжлалт сургалтын үйл явц нь лекцийн үндсэн хичээлийг танхимын дасгал ба / эсвэл лабораторийн дадлагатай хослуулан явуулах явдал юм. Компьютерийн шинжлэх ухааны чиглэлээр CS-ийн зохион байгуулалт, компьютерийн үйл явцыг удирдах зарчмуудыг (бага ба өндөр түвшинд), мөн системийн гүйцэтгэлд дүн шинжилгээ хийхдээ лабораторийн ажлыг гүйцэтгэх явцад компьютерийн загвар боловсруулах шаардлагатай болдог. ангид эсвэл бие даан төсөл хэрэгжүүлэх үед. Эдгээр практик ажлыг амжилттай хэрэгжүүлэх, шаардлагатай практик ур чадварыг олж авахын тулд үе шатуудын дарааллыг тодорхойлж, загвар боловсруулах технологийн онцлогийг танилцуулах шаардлагатай. Энэ нь оюутнуудад янз бүрийн компьютерийн архитектурын системийн гүйцэтгэлийг судлах, үнэлэх, харьцуулсан дүн шинжилгээ хийхэд тохиромжтой, найдвартай компьютерийн загварыг боловсруулах талаар шаардлагатай мэдлэгийг олж авах боломжийг олгоно. Үүний үр дүнд загварчлал хийх ерөнхий журам, түүнчлэн CS ба үйл явцыг судлах арга зүйн схемийг санал болгож байна.
CS ба процессыг судлахад компьютерийн симуляцийн журам
480 рубль. | 150 грн | $7.5 ", MUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC", BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Дипломын ажил - 480 рубль, тээвэрлэлт 10 минутӨдөрт 24 цаг, долоо хоногийн долоон өдөр, амралтын өдрүүд
240 рубль. | 75 грн | $3.75 ", MUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC", BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Хураангуй - 240 рубль, хүргэлт 1-3 цаг, Ням гарагаас бусад тохиолдолд 10-19 (Москвагийн цагаар)
Розова Наталья Борисовна. Сургалтын үйл явцад компьютерийн симуляцийн хэрэглээ: 13.00.01, 13.00.02 Розова, Наталья Борисовна Сургалтын үйл явцад компьютерийн загварчлалыг ашиглах нь (Дунд сургуулийн молекул физикийн хичээлийн жишээн дээр): Dis. ... чихэр. ped. Шинжлэх ухаан: 13.00.01, 13.00.02 Вологда, 2002 163 х. RSL OD, 61:03-13/523-2
Оршил
Бүлэг 1. Шинжлэх ухаан, боловсрол дахь загвар, загварчлал 14
1.1 Орчин үеийн шинжлэх ухаан дахь загвар, загварчлал 14
1.2 Оюутнуудад заах үйл явцад загвар хэрэглэх 26
1.3 Боловсрол дахь компьютерийн загварчлал 33
Бүлэг 2. Компьютерийн сургалтын сэтгэл зүй, сурган хүмүүжүүлэх үндэс 50
2.1 Компьютерийн сургалтын сэтгэл зүй, сурган хүмүүжүүлэх тал 50
2.2 Боловсролын үйл ажиллагааны онцлог, компьютерийн сургалтанд суурилсан менежмент 58
3-р бүлэг
3.1 "Молекулын физик" хэсэгт компьютерийн симуляцийн төлөв байдлын шинжилгээ 74
3.2 Олон тооны бөөмсийн системийн динамикийг компьютерт загварчлах туршилтын хөтөлбөрийн шинж чанар, түүнийг боловсролын үйл явцад ашиглах боломж 83
3.3 10-р ангийн "Молекулын физик" хэсгийг туршилтын хөтөлбөрт үндэслэн судлахдаа физикийн хичээлийг зохион байгуулах, явуулах арга зүй 92.
4.1 Туршилтын даалгавар, түүнийг хэрэгжүүлэх зохион байгуулалт 128
4.2 Сурган хүмүүжүүлэх туршилтын үр дүнд хийсэн дүн шинжилгээ 140
Дүгнэлт 147
Ажлын танилцуулга
Нийгмийн хөгжлийн хамгийн чухал салбаруудын нэг бол боловсрол юм. Боловсрол ирээдүйн төлөө "ажилладаг" нь хүн бүрийн хувийн чанар, түүний мэдлэг, ур чадвар, зан үйлийн соёл, ертөнцийг үзэх үзлийг тодорхойлж, улмаар нийгмийн эдийн засаг, ёс суртахуун, оюун санааны чадавхийг бий болгодог. Мэдээллийн технологи нь боловсролын үндсэн хэрэгслийн нэг тул тэдгээрийг хөгжүүлэх, боловсролд ашиглах стратеги боловсруулах нь тулгамдсан асуудлын нэг юм. Тиймээс компьютерийн технологийг ашиглах нь улсын ач холбогдолтой юм. Одоогийн байдлаар компьютер нь боловсролын системд чанарын ахиц дэвшил гаргах боломжтой болно гэж олон мэргэжилтнүүд үзэж байна, учир нь багш өөрийн гарт хүчирхэг сургалтын хэрэгслийг хүлээн авсан. Ихэвчлэн компьютержуулалтын хоёр үндсэн чиглэл байдаг. Эхнийх нь бүх нийтийн компьютерийн мэдлэгийг хангах, хоёр дахь нь компьютерийг сургалтын үр нөлөөг нэмэгдүүлэх хэрэгсэл болгон ашиглах явдал юм.
Боловсролын тогтолцоонд хоёр төрлийн үйл ажиллагааг ялгадаг: заах, суралцах. Н.Ф. Талызина, Т.В. Габай компьютерийг сурахад гүйцэтгэх үүргийг түүний гүйцэтгэх үүргийн үүднээс авч үзэхийг санал болгов.
Хэрэв компьютер нь боловсролын үйл ажиллагааг удирдах үүргийг гүйцэтгэдэг бол компьютер нь сургалтын үйл ажиллагааг дуурайж, асуулт асууж, багшийн хувьд оюутны хариулт, асуултад хариулдаг тул үүнийг багшийг орлох сургалтын хэрэгсэл гэж үзэж болно.
Хэрэв компьютерийг зөвхөн боловсролын үйл ажиллагааны хэрэгсэл болгон ашигладаг бол түүний оюутнуудтай харилцах харилцаа нь "компьютер хэрэглэгч" хэлбэрийн дагуу явагддаг. Энэ тохиолдолд компьютер нь шинэ мэдлэгийг дамжуулах чадвартай ч сургалтын хэрэгсэл биш юм. Тиймээс тэд компьютерийн сургалтын талаар ярихдаа компьютерийг боловсролын үйл ажиллагааг удирдах хэрэгсэл болгон ашиглахыг хэлдэг.
Сургалтын хөтөлбөрүүдийн нэг ангилал хараахан гараагүй байгаа ч олон зохиогчид дараахь таван төрлийг ялгаж үздэг: сургалт, зааварчилгаа, асуудалд суурилсан сургалт, симуляци, загварчлал, тоглоом. Компьютерийн загварууд дээр дурдсан зүйлсийн дунд хамгийн өндөр зэрэглэлтэй байдаг. V.V-ийн хэлснээр. Лаптев хэлэхдээ "Компьютерийн загвар нь аливаа үзэгдэл, үйл явцын математик загварт үндэслэн туршилтын объекттой харилцан үйлчлэх хэрэгсэл, мэдээлэл харуулах хэрэгслийг хөгжүүлэхэд суурилсан тооцоолох туршилтын програм хангамжийн орчин юм ... Компьютерийн загварууд нь тооцооллын физикийн гол объект бөгөөд байгалийн туршилт нь туршилтын физикийн өвөрмөц арга байдаг шиг өвөрмөц арга нь тооцооллын туршилт юм. Академич В.Г. Разумовский хэлэхдээ "компьютерийг боловсролын үйл явцад нэвтрүүлснээр шинжлэх ухааны мэдлэгийн олон аргын боломжууд, ялангуяа загварчлалын арга нь суралцах эрчмийг эрс нэмэгдүүлэх боломжийг олгодог, учир нь загварчлалын явцад үзэгдлийн мөн чанарыг онцолж өгдөг. мөн тэдний нийтлэг байдал тодорхой болно."
Компьютерийн сургалтын өнөөгийн байдал нь чанарын хувьд эрс ялгаатай олон тооны сургалтын хөтөлбөрөөр тодорхойлогддог. Баримт нь сургуулиудыг компьютержуулах эхний шатанд компьютерийн сургалтанд хамрагдсан багш нар өөрсдөө сургалтын хөтөлбөр зохиож, мэргэжлийн програмист биш байсан учраас хийсэн программ нь үр дүн муутай байсан. Тиймээс асуудалд суурилсан сургалт, компьютерийн симуляци гэх мэт хөтөлбөрүүдийн зэрэгцээ сургалтын үр дүнд нөлөөлдөггүй олон тооны анхан шатны сургалтын хөтөлбөрүүд байдаг. Тиймээс багшийн үүрэг бол сургалтын хөтөлбөр боловсруулах биш, харин орчин үеийн арга зүй, сэтгэл зүй, сурган хүмүүжүүлэх шаардлагад нийцсэн бэлэн өндөр чанартай хөтөлбөрийг ашиглах чадвар юм.
Загварын хөтөлбөрүүдийн дидактик ач холбогдлын нэг гол шалгуур бол сургуулийн физикийн ангид урьд өмнө боломжгүй байсан судалгаа хийх боломж юм. Биеийн тамирын боловсролын агуулгад хэд хэдэн хэсгүүд байдаг бөгөөд үүнд бүрэн хэмжээний туршилт нь зөвхөн судалж буй үзэгдэл, үйл явцыг чанарын хувьд тодорхойлдог. Компьютерийн загварыг ашиглах нь эдгээр объектын тоон шинжилгээг хийх боломжтой болно.
Сургуулийн физикийн ийм хэсгүүдийн нэг бол бидний дүн шинжилгээ хийх компьютерийн сургалтын төлөв байдал болох молекулын физик юм. Үүнийг судалснаар оюутнууд материйн хөдөлгөөний чанарын шинэ хэлбэр болох дулааны хөдөлгөөнтэй танилцдаг бөгөөд үүнд механик хуулиас гадна статистикийн хуулиуд бас үйлчилдэг. Байгалийн туршилтууд (Брауны хөдөлгөөн, тархалт, молекулуудын харилцан үйлчлэл, ууршилт, гадаргуу ба хялгасан судасны үзэгдэл, чийгшүүлэх) нь материйн молекулын бүтцийн талаархи таамаглалыг баталж байгаа боловч одоо байгаа физик үйл явцын механизмыг ажиглах боломжийг бидэнд олгодоггүй. Механик загварууд: Стернийн туршилт, Галтоны самбар, хийн хуулиудыг харуулах төхөөрөмж нь хийн молекулуудын хурдаар тархах Максвеллийн хуулийг дүрслэн харуулах, хийн хуулиудыг гаргахад шаардлагатай даралт, эзэлхүүн, температурын хамаарлыг туршилтаар олж авах боломжийг олгодог.
Орчин үеийн цахим болон цахим тооцооллын технологийг ашиглах нь туршилтыг боловсруулах, явуулахад ихээхэн нэмэр болно. Харамсалтай нь энэ сэдвээр хийсэн бүтээлийн тоо маш бага байна.
Уг бүтээлд янз бүрийн хийн молекулуудын хурд нь температураас хамааралтай болохыг харуулах, ууршилт, хайлах, талсжих үед биеийн дотоод энергийн өөрчлөлтийг тооцоолох, түүнчлэн компьютер ашиглах талаар тайлбарласан болно. лабораторийн ажлыг боловсруулахад . Мөн Карногийн цикл дээр суурилсан хамгийн тохиромжтой дулааны хөдөлгүүрийн үр ашгийг тодорхойлох хичээлийн тайлбарыг өгсөн болно.
Электрон болон электрон компьютер ашиглан туршилт хийх аргачлалыг В.В. Лаптев. Туршилтын схем нь иймэрхүү харагдаж байна: хэмжсэн утга - мэдрэгч - аналог-тоон хувиргагч-микро тооцоолуур MK-V4 эсвэл Yamaha компьютер. Энэ зарчмын дагуу бүх нийтийн цахилгаан механик суурилуулалтыг сургуулийн физикийн хичээл дээр хийн хуулийг судлахад зориулагдсан болно.
А.С.Кондратьев, В.В.Лаптев нарын “Физик ба компьютер” номонд молекулуудын Максвеллийн тархалтын томъёог хурдаар тооцож, Больцманы тархалтыг ашиглан өгсөлтийн өндрийг тооцоолох, судлах программуудыг боловсруулсан болно. Карногийн мөчлөг.
I.V. Гребенев хоёр биеийн бөөмс мөргөлдөх замаар дулаан дамжуулалтыг дуурайдаг программыг танилцуулж байна.
"Физик цехийн лабораторийн ажлын загварчлал" нийтлэлд В.Т. Петросян болон бусад хүмүүс бөөмсийн броуны хөдөлгөөнийг загварчлах програмыг агуулдаг бөгөөд тэдгээрийн тоог туршилтаар тогтоодог.
Молекулын физикийн секцийн хамгийн бүрэн гүйцэд, амжилттай хөгжүүлэлт бол "Нээлттэй физик" ХХК SC PHYSICS боловсролын компьютерийн курс юм. Үүнд танилцуулсан загварууд нь молекулын физик, термодинамикийн бүх чиглэлийг хамардаг. Туршилт бүрийн хувьд компьютерийн хөдөлгөөнт дүрс, график, тоон үр дүнг үзүүлэв. Чанартай, хэрэглэгчдэд ээлтэй програмууд нь оролтын макро параметрүүдийг өөрчлөх үед үйл явцын динамикийг ажиглах боломжийг олгодог.
Үүний зэрэгцээ, бидний бодлоор энэхүү компьютерийн курс нь хамрагдсан материалыг нэгтгэх, физикийн хуулиудыг дүрслэн харуулах, оюутнуудын бие даан ажиллахад хамгийн тохиромжтой. Гэхдээ санал болгож буй туршилтуудыг компьютерийн үзүүлбэр болгон ашиглах нь хэцүү байдаг, учир нь тэдгээрт арга зүйн дэмжлэг байхгүй тул үргэлжилж буй үйл явцын цагийг хянах боломжгүй юм.
Одоогийн байдлаар "компьютерийг сургалтын үйл явцад хаана, хэзээ ашиглах талаар тодорхой заалт байхгүй, компьютерийн сургалтын үр дүнд үзүүлэх нөлөөллийг үнэлэх практик туршлага олж аваагүй байна" гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Техник хангамж, боловсролын програм хангамжийн төрөл, төрөл, параметрт тавигдах зохицуулалтын шаардлага байхгүй."
Сурган хүмүүжүүлэх програм хангамжийн арга зүйн дэмжлэгийн талаархи асуултуудыг И.В. Гребенев. "Компьютерийн сургалтын үр дүнтэй байдлын хамгийн чухал шалгуур бол оюутнууд компьютертэй харилцах замаар тухайн сэдвээр шинэ, чухал мэдлэгийг танин мэдэхүйн үйл ажиллагааны ийм түвшинд эсвэл ийм шинж чанараар олж авах боломжийг авч үзэх ёстой. Мэдээжийн хэрэг, тэдний сурган хүмүүжүүлэх үр нөлөөг үзүүлж, багш, оюутны цагийг төлдөг бол машингүй сургалт."
Энэ нь компьютерийг ашиглахад бодит үр өгөөжөө өгөхийн тулд одоо байгаа арга зүй нь ямар хэлбэрээр төгс бус байгааг тодорхойлж, компьютерийн ямар шинж чанар, сургалтын үр нөлөөг хэрхэн нэмэгдүүлэх боломжтойг харуулах шаардлагатай гэсэн үг юм.
Компьютерийн симуляцийн төлөв байдалд дүн шинжилгээ хийх нь дараахь зүйлийг харуулж байна.
1) компьютерийн симуляцийг ерөнхийдөө, ялангуяа молекулын кинетик онолын (MKT) заалтууд дээр үндэслэн физик процессыг загварчлах цөөн тооны програмуудаар төлөөлдөг;
2) MCT-ийн үндсэн дээр загварчлах програмуудад тоон үр дүн байдаггүй, гэхдээ зөвхөн зарим физик үйл явцын чанарын дүрслэл явагддаг;
3) бүх программд бөөмийн системийн микро параметрүүд ба түүний макро параметрүүд (даралт, эзэлхүүн, температур) хоорондын холболтыг харуулаагүй болно;
4) MCT-ийн хэд хэдэн физик процессуудад компьютерийн симуляцийн программ ашиглан хичээл явуулах боловсруулсан арга зүй байхгүй байна.
Энэ нь судалгааны хамаарлыг тодорхойлдог.
Судалгааны объект нь ерөнхий боловсролын сургуулийн сургалтын үйл явц юм.
Судалгааны сэдэв нь ерөнхий боловсролын сургуулийн физикийн хичээлд компьютерийн загварчлалыг ашиглах үйл явц юм.
Судалгааны зорилго нь компьютерийн загварчлалын сурган хүмүүжүүлэх боломжийг судлах, сургуулийн физикийн хичээлийн материалд үндэслэн компьютерийн загварчлалын програмыг ашиглах арга зүйн дэмжлэгийг боловсруулах явдал юм.
Судалгааны зорилгод үндэслэн ажилд дараахь ажлуудыг тавьсан.
1) сургалтын үйл явцад компьютерийн симуляцийг ашиглах боломжуудын цогц дүн шинжилгээ хийх;
2) боловсролын компьютерийн загварт тавигдах сэтгэл зүй, сурган хүмүүжүүлэх шаардлагыг тодорхойлох;
3) физик үзэгдлийг дуурайж, бодит сургалтын үр нөлөөг өгдөг дотоод, гадаадын компьютерийн програмуудад дүн шинжилгээ хийх;
4) ерөнхий боловсролын ерөнхий боловсролын физик агуулгын материалд үндэслэн компьютерийн симуляцийн программыг боловсруулах ("Молекулын физик" хэсэг);
5) туршилтын компьютерийн загварчлалын програмын хэрэглээг шалгаж, түүний дидактик, арга зүйн үр дүнг үнэлэх.
Судалгааны таамаглал.
Физикийн хичээл заах явцад компьютерийн симуляцийн программыг арга зүйн дэмжлэгтэйгээр ашиглавал оюутнуудын мэдлэг, ур чадвар, мэдээллийн соёлын чанар дээшлэх боломжтой.
Сургалтын даалгаврын явцад компьютерийн загварчлалын онолын үндэслэлд нийцүүлэн боловсролын компьютерийн загварыг ашиглах газар, цаг хугацаа, хэлбэрийг тодорхойлсон;
Оюутнуудын үйл ажиллагааг удирдах хэлбэр, аргын олон янз байдал;
Сургуулийн сурагчдыг бодит объектоос загвар руу шилжүүлэх, мөн эсрэгээр нь шилжүүлэхэд сургадаг.
Судалгааны арга зүйн үндэс нь: сурган хүмүүжүүлэх үзэгдлийг судлах системчилсэн болон үйл ажиллагааны хандлага; компьютерийн загварчлалын философи, кибернетик, сэтгэл зүйн онолууд (А.А. Самарский, В.Г. Разумовский, Н.В. Разумовская, Б.А. Глинский, Б.В. Бирюков, В.А. Штофф, В.М. Глушков болон бусад); боловсролыг компьютержуулах сэтгэл зүй, сурган хүмүүжүүлэх үндэс (В.В. Рубцов, Е.И. Машбиц), боловсролын хөгжлийн үзэл баримтлал (Л.С. Выготский, Д.Б. Эльконин, В.В. Давыдов, Н.Ф. Талызина, П.Я.Гальперин).
Судалгааны аргууд:
Судалж буй асуудлын талаархи философи, сэтгэл зүй, сурган хүмүүжүүлэх, арга зүйн ном зохиолд шинжлэх ухаан, арга зүйн дүн шинжилгээ хийх;
Багш нарын туршлагад дүн шинжилгээ хийх, ахлах сургуульд физик заах туршлага, их сургуулийн физикийн арга зүйд дүн шинжилгээ хийх;
Хөтөлбөрийн агуулгыг тодорхойлох зорилгоор дотоод, гадаадын зохиолчдын молекул физикийн компьютерийн программыг загварчлахад дүн шинжилгээ хийх;
Молекулын физикийн физик үзэгдлийн загварчлал;
Сонгосон симуляцийн программ дээр суурилсан компьютерийн туршилт;
Асуулт, харилцан яриа, ажиглалт, сурган хүмүүжүүлэх туршилт;
Математик статистикийн аргууд.
Судалгааны бааз: Вологда хотын 3, 11, 17-р сургуулиуд, Вологда улсын байгалийн математикийн лицей, Вологда улсын багшийн их сургуулийн физик-математикийн факультет.
Судалгааг гурван үе шаттайгаар явуулсан бөгөөд дараах логиктой байв.
Эхний шатанд (1993-1995) судалгааны асуудал, зорилго, даалгавар, таамаглалыг тодорхойлсон. Сургалтын үйл явцад компьютерийн загварыг хөгжүүлэх, ашиглах онолын үндэслэлийг тодорхойлохын тулд философи, сурган хүмүүжүүлэх, сэтгэлзүйн ном зохиолд дүн шинжилгээ хийсэн.
Хоёрдахь шатанд (1995 - 1997) судалж буй асуудлын хүрээнд туршилтын ажлыг хийж, физикийн хичээлд компьютерийн симуляцийн программыг ашиглах арга зүйн боловсруулалтыг санал болгов.
Гурав дахь шатанд (1997 - 2000 он) туршилтын ажилд дүн шинжилгээ хийж, нэгтгэн дүгнэв.
Хүлээн авсан үр дүнгийн найдвартай байдал, үнэн зөвийг дараахь байдлаар баталгаажуулна: Боловсролын компьютерийн симуляцийн асуудлыг судлах онол, арга зүйн хандлага; үр дүнгийн чанарын болон тоон шинжилгээ, түүний дотор математик статистикийн аргуудыг ашиглах хослол; судалгааны зорилго, сэдэвт тохирсон аргууд; компьютерийн симуляцийн программыг боловсруулахад шинжлэх ухааны үндэслэлтэй шаардлага.
Сүүлийнх нь тодорхой тайлбар шаарддаг. Бид Х.Гулд, Ж.Тобочник нарын ашигласан Верлет алгоритм дээр тулгуурласан олон тооны бөөмсийн системийн динамикийг загварчлах программыг боловсруулсан. Энэ алгоритм нь энгийн бөгөөд жижиг хугацааны интервалд ч үнэн зөв үр дүнг өгдөг бөгөөд энэ нь статистикийн хэв маягийг судлахад маш чухал юм. Програмын анхны интерфейс нь процессын динамикийг харах, системийн параметрүүдийг өөрчлөх, үр дүнг засахаас гадна туршилтын цагийг өөрчлөх, туршилтыг зогсоох, энэ хүрээг хадгалах, дараагийн ажлыг эхлүүлэх боломжийг олгодог. үүнээс загвар дээр.
Судалгаанд хамрагдаж буй систем нь Ньютоны механикийн хуулийн дагуу хурд нь санамсаргүй байдлаар тогтсон, хоорондоо харилцан үйлчилдэг бөөмсөөс бүрдэх ба молекулуудын харилцан үйлчлэлийн хүчийг Ленард-Жонсоны муруйгаар харуулсан, өөрөөр хэлбэл программ нь загварыг агуулдаг. жинхэнэ хий. Гэхдээ анхны параметрүүдийг өөрчилснөөр загварыг хамгийн тохиромжтой хий рүү авчрах боломжтой.
Бидний танилцуулсан компьютерийн симуляцийн програм нь дараах физик хууль, үйл явцыг баталгаажуулсан тоон үр дүнг харьцангуй нэгжээр авах боломжийг олгодог.
а) бөөмсийн (молекулуудын) харилцан үйлчлэлийн хүч ба боломжит энерги нь тэдгээрийн хоорондын зайнаас хамаарах хамаарал;
b) Максвеллийн хурдны тархалт;
в) молекул кинетик онолын үндсэн тэгшитгэл;
г) Бойл-Мариотт, Чарльз нарын хуулиуд;
д) Жоул, Жоул-Томсон нарын туршилтууд.
Тоон туршилтын үр дүн нь статистикийн хуулиудын үндсэн дээр олж авсан үр дүнтэй тохирч байгаа тул дээрх туршилтууд нь статистикийн физикийн аргын үнэн зөвийг баталж чадна.
Сурган хүмүүжүүлэх туршилт нь компьютерийн симуляцийн програмыг ашиглан хичээл явуулах арга зүйн үр нөлөөг баталсан.
Судалгааны шинжлэх ухааны шинэлэг тал, онолын ач холбогдол:
1. Сургалтын үйл явцад ашигласан компьютерийн загварчлалын (философи, кибернетик, сурган хүмүүжүүлэх) иж бүрэн тайлбарыг хийсэн.
2. Компьютерийн сургалтын загварт тавигдах сэтгэл зүй, сурган хүмүүжүүлэх шаардлагууд үндэслэлтэй байна.
3. Олон тооны бөөмсийн динамикийг компьютерт загварчлах аргыг хэрэглэсэн нь молекулын физикийн сургуулийн хичээлд анх удаа идеал хийн компьютерийн загварыг бий болгох боломжийг олгосон бөгөөд энэ нь хоорондоо хамаарлыг харуулах боломжтой болсон. системийн микропараметрүүд (хөдөлгөөнт бөөмсийн хурд, импульс, кинетик, потенциал ба нийт энерги) макро параметрүүд (даралт, эзэлхүүн, температур).
4. Физикийн арга зүйд компьютерийн симуляцийн программуудын үндсэн дээр дараах тоон туршилтуудыг хийсэн: молекул-кинетик онолын үндсэн тэгшитгэлийг олж авсан; бөөмс (молекул) -ын хөрвүүлэх хөдөлгөөний температур ба кинетик энерги хоорондын хамаарлыг харуулсан; Идеал ба бодит хийд зориулсан Жоул ба Жоул-Томсоны туршилтуудыг загварчилсан.
Судалгааны практик ач холбогдол нь сонгосон агуулга болон боловсруулсан компьютерийн симуляцийн программуудыг ерөнхий боловсролын сургуульд молекулын физикийн хэд хэдэн асуудлаар тоон туршилт хийхэд ашиглах боломжтойд оршино. Молекулын физикийн хичээлийг компьютерийн загварчлалын программ ашиглан явуулах арга техникийг боловсруулж туршилтаар туршсан. Судалгааны материал, үр дүнг сурган хүмүүжүүлэх их дээд сургуулийн оюутнуудад сургах, физик, компьютерийн багш нарын мэргэжил дээшлүүлэх явцад ашиглаж болно.
Судалгааны явцад олж авсан үндсэн материал, үр дүнгийн баталгаажуулалтыг хийсэн
Олон улсын цахим шинжлэх ухаан, техникийн бага хуралд (Вологда, 1999);
"Өөрчлөгдөж буй амьдралын нөхцөлд залуучуудын дасан зохицох нийгмийн асуудлууд" их дээд сургууль хоорондын шинжлэх ухаан, практикийн бага хуралд (Вологда, 2000);
Хоёр дахь бүс нутгийн шинжлэх ухаан, арга зүйн бага хуралд "Дээд болон дунд мэргэжлийн боловсролын орчин үеийн технологи" (Псков, 2000);
"Боловсролын физик туршилтын асуудал" Бүх Оросын зургаа дахь шинжлэх ухаан, практикийн бага хуралд (Глазов, 2001);
Вологда хотын ерөнхий боловсролын сургуулиудад физикийн хичээл заахдаа VSPU-ийн оюутнуудтай физик заах арга зүйн хичээл, VSPU-ийн төгсөх ангийн оюутнууд, ерөнхий физик, одон орон судлалын тэнхимийн багш нарт зориулсан семинарт.
Хамгаалалтад дараахь зүйлийг ирүүлж байна.
1. Компьютерийн загварчлалыг сургалтын үйл явцад ашиглах онолын арга барил, арга зүйн дэмжлэг.
3. Ерөнхий боловсролын сургуулийн 10 дугаар ангид “Молекулын физик” сэдвийг компьютерийн загварчлалын программ дээр үндэслэн судлахдаа физикийн хичээлийг зохион байгуулах, явуулах арга зүй.
Диссертацийн бүтэц.
Диссертацийн бүтэц нь даалгавруудыг шийдвэрлэх логик, дарааллаар тодорхойлогддог. Диссертаци нь оршил, дөрвөн бүлэг, дүгнэлт, ном зүй зэргээс бүрдэнэ.
Орчин үеийн шинжлэх ухаан дахь загвар ба загварчлал
Одоогийн байдлаар загвар, загварчлал нь хүрээлэн буй ертөнцийг танин мэдэх аргуудын нэг болох шинжлэх ухаан, технологи, боловсролд өргөн хэрэглэгддэг.
"Загвар" гэсэн нэр томъёо нь латин modulus гэсэн үгнээс гаралтай бөгөөд хэмжүүр, хэв маяг, хэм хэмжээ гэсэн утгатай. Хүний ертөнцийн талаархи цогц үзэл нь ихэнх тохиолдолд түүний оюун санаанд тодорхой физик загвар хэлбэрээр тусгагдсан байдаг.
Орчин үеийн философид загвар ба симуляцийн ойлголтуудын дараах тодорхойлолтыг өгсөн болно.
“Шинжлэх ухааны логик, арга зүй дэх загвар (Франц загвар) нь байгалийн болон нийгмийн бодит байдлын тодорхой хэсэгчилсэн аналог (схем, бүтэц, дохионы систем), хүн төрөлхтний соёл, үзэл баримтлал, онолын боловсрол гэх мэт бүтээгдэхүүн юм. анхны загвар. Энэхүү аналог нь эх, түүний шинж чанар, бүтцийн талаархи мэдлэгийг (мэдээлэл) хадгалах, өргөжүүлэх, өөрчлөх, удирдахад үйлчилдэг. Гносеологийн үүднээс авч үзвэл загвар нь танин мэдэхүй, практикт эхийг "орлуулах" "төлөөлөгч" юм. Логик, арга зүйгээр тогтоогдсон, янз бүрийн чиглэл, загварт тохирсон тодорхой нөхцөлд загварыг боловсруулах, судалгааны үр дүнг эх хувилбарт шилжүүлнэ. “Загварчлал гэдэг нь мэдлэгийн объектуудыг загвар дээр нь судлах арга юм; загвар, бодит объект, үзэгдэл (органик болон органик бус систем, инженерийн төхөөрөмж, янз бүрийн процессууд - физик, хими, биологи, нийгэм) болон баригдсан объектуудыг тэдгээрийн шинж чанарыг тодорхойлох, сайжруулах, тэдгээрийг барих аргыг оновчтой болгох, хянах гэх мэт. П." . Загварын төрлөөс хамааран объект, тэмдгийн загварчлалыг ялгадаг. Объектын загварчлалын хувьд анхны геометр, физик эсвэл функциональ шинж чанарыг хуулбарласан загвар дээр судалгаа хийдэг. Жишээлбэл, аналог загварчлалд эрчим хүчний загваруудын тусламжтайгаар механик, акустик, гидродинамик болон бусад үзэгдлүүдийг судалдаг, учир нь загвар болон эх хувилбарын үйл ажиллагааг ижил дифференциал тэгшитгэлээр дүрсэлсэн байдаг.
"Тэмдгийн загварчлалын хувьд загвар нь диаграмм, зураг, зарим цагаан толгойн үсгээр (байгалийн болон хиймэл хэл) санал болгосон томъёолол юм." . Загварчлал нь танин мэдэхүйн чухал аргуудын нэг тул эпистемологийн ангилалд багтдаг. Загваруудыг судлах явцад олж авсан үр дүнг загвар нь эхийн шинж чанарыг тусгасан тохиолдолд эх хувилбар руу шилжүүлж болно.
Энэхүү ангилал нь загвар дахь эхийн шинж чанарыг хуулбарлах аргад суурилдаг. Бүх загварууд нь материаллаг ба хамгийн тохиромжтой гэсэн хоёр ангилалд хуваагддаг. Материаллаг загварт объектив байдлаар оршин тогтнож, судалж буй үйл явц, үзэгдлийн бүтэц, мөн чанарыг хуулбарлахын тулд хүн бүтээсэн загварууд орно.
Орон зайн хувьд ижил төстэй загваруудын хувьд урьдчилсан нөхцөл нь анхныхтай геометрийн ижил төстэй байдал юм, учир нь тэдгээр нь объектын орон зайн шинж чанар, харилцааг тусгадаг. Энэ бүлэгт янз бүрийн зохион байгуулалт, техникийн төхөөрөмжийн загвар, болор тор гэх мэт орно.
Бие махбодийн хувьд ижил төстэй загваруудад түүний физик шинж чанар нь анхныхтай ижил төстэй байдал, хөдөлгөөний хуулиудын ижил төстэй байдал зайлшгүй шаардлагатай. Ийм загварууд нь зөвхөн орон зайн эсвэл цаг хугацааны масштабыг өөрчилснөөр харуулах шинж чанараас ялгаатай байдаг. Энэ бүлэгт цахилгаан мотор ба генератор, усан онгоц, нисэх онгоц гэх мэт янз бүрийн техникийн төхөөрөмжүүдийн ашиглалтын загварууд орно.
Судалгааны объектуудын үйл ажиллагааны математикийн ижил төстэй загваруудыг ижил математикийн тэгшитгэлээр тайлбарлах ёстой бөгөөд дүрмээр бол анхныхтай физик, геометрийн ижил төстэй зүйл байхгүй. Математик загварт аналог, бүтцийн, тоон, кибернетик загварууд орно.
Компьютерийн сургалтын сэтгэл зүй, сурган хүмүүжүүлэх талууд
Сүүлийн жилүүдэд дотоодын болон гадаадын сэтгэл судлаачид сургалтын үйл явцад суралцагчдын хувийн шинж чанарыг анхаарч үзэх болсон. Хүүхдийн хувийн шинж чанар, түүний боломж, чадварыг хадгалах, цаашид хөгжүүлэх арга замыг эрэлхийлэх нь боловсролыг хувь хүн болгох үзэл баримтлалыг боловсруулахад хүргэсэн. Оюутан бүрийн боловсролын хөтөлбөрийг хэрэгжүүлэхэд хувь хүний хувьд туслах, сурагчдын дутагдлаас урьдчилан сэргийлэх; оюутан бүрийн ойрын хөгжлийн бүсэд үндэслэн ерөнхий боловсролын ур чадвар, чадварыг бүрдүүлэх; боловсролын сэдэл, танин мэдэхүйн сонирхлыг хөгжүүлэх; хувийн чанарыг бий болгох: бие даасан байдал, хичээл зүтгэл, бүтээлч байдал - боловсролыг хувь хүн болгохын мөн чанар. Гол давуу тал нь хувь хүн болгох нь хүүхдийн сурах үйл ажиллагааны агуулга, арга, хурдыг түүний онцлогт бүрэн тохируулах, асуудлыг шийдвэрлэх үе шат бүрт түүний үйлдлийг хянах, сурагч, багшийн үйл ажиллагаанд цаг тухайд нь зохицуулалт хийх, дасан зохицох боломжийг олгодог. тэдгээрийг байнга өөрчлөгдөж байдаг, гэхдээ хяналтанд байдаг оюутан, багшийн нөхцөл байдалд. Энэ бүхэн нь оюутанд хэмнэлттэй ажиллах, хүчнийхээ зардлыг хянах, илүү сайн үр дүнд хүрэх боломжийг олгодог.
Боловсролыг хувь хүн болгох технологи нь боловсролын үйл явцын бүх хэсгийг хамардаг - зорилго, агуулга, арга, хэрэгсэл. Хувь хүний сургалтын шинж чанарууд нь гүн ухааны үндэслэлээрээ хүмүүнлэг шинж чанартай байдаг; хөгжлийн хүчин зүйлүүд: био-, нийгэм-, психоген; удирдлагын зарчим нь "сурагч" систем, хүүхдэд хандах хандлага нь хүмүүнлэг-хувийн шинж чанартай, зохион байгуулалтын хэлбэр нь академик, хувь хүн-бүлэг; зонхилох арга нь програмчлагдсан, өөрийгөө хөгжүүлэх, бүтээлч. Сургалтыг хувь хүн болгох хувилбаруудын нэг бол дасан зохицох сургалтын санааг хөгжүүлэх явдал юм. Энэ нь оюутнуудын нас, бие даасан шинж чанарыг харгалзан үздэг. Дасан зохицох ажлыг оюутан бүрийн суралцах туршлагаас цуглуулсан эсвэл урьдчилан програмчлагдсан мэдээлэлд үндэслэн хийж болно. Урьдчилан програмчлагдсан дасан зохицох систем нь ихэвчлэн салбарласан хөтөлбөрийн дагуу сургалтыг хэрэгжүүлдэг бөгөөд алдааны шинж чанараас хамааран ямар туслах үйлдлүүд гарч байгааг зааж өгдөг. Дасан зохицох сургалтын систем нь дүрмээр бол: а) хариултын зөв байдал, б) боловсролын даалгавруудыг гүйцэтгэхэд хүндрэл учруулсан шалтгааныг харгалзан үздэг.
Технологийн хөгжил, янз бүрийн төрлийн техникийн төхөөрөмжүүдийн хөгжил нь боловсролыг хувь хүн болгох технологийн чадавхийг орчин үеийн компьютерийн технологийг ашиглахтай хослуулах боломжийг олгож байна.
Оюутан бүрийн хувийн шинж чанарт уян хатан, хурдан дасан зохицоход суурилсан компьютерийн сургалт нь оюутны хувийн шинж чанарыг харгалзан үзэх боломжтой тул сэтгэлзүйн таагүй байдал, өөрийгөө үнэлэх үнэлэмж буурах, суралцах хүсэл эрмэлзэл буурахаас урьдчилан сэргийлэх боломжтой. аль болох их.
Л.В. Шеншев дасан зохицох сургалтын гурван хувилбарыг тодорхойлсон. Эхний хувилбар нь Английн кибернетик Г.Паскагийн хамгийн их дасан зохицох тухай ойлголт юм. Хоёр дахь нь Америкийн сэтгэл судлаач Н.Краудерын хэсэгчилсэн дасан зохицох чадварын онол юм. Гурав дахь нь Б.Скиннерийн хамгийн бага дасан зохицох тухай ойлголт юм. Дасан зохицох сургалтын онолыг зохиогчид уламжлалт сургалтын үр ашиг бага байгаа шалтгааныг үнэлэх, эдгээр шалтгааныг арилгах арга замыг сонгохдоо ижил төстэй байдаг. Дасан зохицох сургалтын тухай ойлголтууд нь сургалтын үйл явцад тодорхой шаардлагыг тавьдаг.
1. Суралцах хурдыг харгалзан сурагчдын бие даасан шинж чанарт хурдан дасан зохицох, бэрхшээлийн шалтгааныг оношлох, сургалтын материалыг цаг тухайд нь тохируулах.
2. Оюутны сэтгэл хөдлөлийн хүрээг тасралтгүй, зорилготой удирдах, түүний нөхцөл байдлыг тогтворжуулах. 3. Үргэлжлүүлэн харилцан яриа өрнүүлэх, сурагчдын идэвхийг идэвхжүүлэх.
4. Сургалтын автоматжуулалт.
Багш нь өөр өөр оюутнуудад нэгэн зэрэг дасан зохицож чаддаггүй, харин машин нь шударга, тэвчээртэй, уйгагүй байдаг тул эдгээр шаардлагуудыг биелүүлэх нь компьютерийн сургалттай холбоотой байх нь илүү хялбар байдаг.
Дасан зохицох сургалтын тухай дээрх ойлголтууд маш хурдан хэрэгжиж, сургалтын төхөөрөмж, компьютерийн программуудад зориулсан моодны галзуурлыг бий болгов. Сурган хүмүүжүүлэх чадвараараа сонирхогч, анхдагч байсан тэд хувь хүний онцлогийг харгалзан үзэх, оюутнуудын эерэг сэтгэл хөдлөлийн байдлыг тогтворжуулах үндсэн санааг үл тоомсорлодог. Ийм байдалтай холбогдуулан компьютерийн сургалтын үр нөлөөг эргэлзээтэй болгож байна. Компьютер ашиглахыг дэмжсэн орчин үеийн аргумент нь дасан зохицох сургалтын хөгжүүлэгчидийн дүгнэлтийг давтаж байна. Энэ нь багшийг зохион байгуулалтын ажилд сатааруулахгүй байх боломжийг өөртөө шингээх динамик, сургалтын автоматжуулалтыг харгалзан үзэх нь чухал юм.
"Молекулын физик" хэсэгт компьютерийн симуляцийн төлөв байдалд дүн шинжилгээ хийх.
Нэг, хоёрдугаар бүлэгт бид компьютерийн загварчлалыг боловсролд ашиглах асуудлыг танин мэдэхүй, сурган хүмүүжүүлэх ухаан, сэтгэл судлалын үүднээс судалж, тэдгээрийн байр суурь, чиг үүргийг тодорхойлсон. Физикийн хичээлд компьютерийн загварыг ашиглах нь бидний эргэн тойрон дахь ертөнцийг танин мэдэх арга хэлбэр болох загварчлалын ач холбогдлыг харуулах, хийсвэр сэтгэлгээг төлөвшүүлэх, танин мэдэхүйн сонирхлыг хөгжүүлэх, мэдээллийн соёлын элементүүдийг эзэмшихэд хувь нэмэр оруулдаг. Үүний зэрэгцээ, бие даан суралцах боломж, боловсролын үйл ажиллагааг удирдан чиглүүлэх, үзэгдэх байдал, компьютерийн загварчлалын шинж чанар зэрэг давуу талыг илүү сайн ойлгохын тулд компьютерийн загварчлалыг ашиглах физикийн салбарыг тодорхойлох шаардлагатай. бодит сургалтын үр нөлөө, түүнийг хичээлд оруулах арга зүйн аргыг тодорхойлох.
Ерөнхий боловсролын сургуульд "Молекулын физик ба термодинамик" хичээлийг судлахад бэрхшээлтэй байгаа нь энд оюутнууд материйн хөдөлгөөний чанарын шинэ хэлбэр болох дулааны хөдөлгөөнтэй танилцаж, механикийн хуулиас гадна статистикийн хуулиудтай танилцаж байгаа явдал юм. мөн хэрэглэнэ. Үүнээс гадна байгалийн туршилтууд (Брауны хөдөлгөөн, тархалт, молекулуудын харилцан үйлчлэл, ууршилт, гадаргуу ба хялгасан судасны үзэгдлүүд, чийгшүүлэх) нь зөвхөн бодисын молекулын бүтцийн таамаглалыг баталж байгаа боловч одоо байгаа физик үйл явцын механизмыг ажиглах боломжийг бидэнд олгодоггүй. Механик загварууд: Штернийн туршилт, Галтоны самбар, хийн хуулиудыг харуулах суурилуулалт нь молекулуудын хурдаар тархах Максвеллийн хуулийг дүрслэн харуулах, хийн хуулиудыг гаргахад шаардлагатай даралт, эзэлхүүн, температурын хамаарлыг туршилтаар олж авах боломжийг олгодог. Хичээлийн үр нөлөөг нэмэгдүүлэх нь компьютер ашиглан үзүүлэх эсвэл лабораторийн туршилтыг өргөтгөх, сайжруулах боломжийг олгоно (бид физикийн судалгаанд компьютерийн загваруудын ач холбогдлыг харуулсан). Молекулын физик, термодинамикийн сургуулийн хичээл дээр үзүүлэх туршилт хийх ийм програм хангамжийн хэрэгслүүд бага хэмжээгээр байдаг. Бид хэд хэдэн бүтээлийн тоймыг хийсэн бөгөөд энд бид молекулын физик, термодинамикийг судлахад ашигладаг бүх компьютерийн програмуудын дүн шинжилгээг танилцуулах болно.
Орчин үеийн электрон болон цахим тооцооллын технологийг ашиглах нь туршилтыг боловсруулах, явуулахад ихээхэн сайжруулж чадна. Энэ нь азот, устөрөгч, аргон, агаарын молекулуудын хурд нь температураас хамаарлыг харуулах, хайлах, талсжих, ууршилт, хийн төлөвт байгаа биеийн дотоод энергийн өөрчлөлтийг тооцоолоход компьютерийн хэрэглээг тодорхойлдог. , түүнчлэн лабораторийн ажлын үр дүнг боловсруулахад компьютер ашиглах.
Ижил номонд Карногийн мөчлөг дээр суурилсан хамгийн тохиромжтой дулааны хөдөлгүүрийн үр ашгийг тодорхойлох хичээлийн тайлбарыг өгсөн болно. Карногийн мөчлөгийн загвар нь мониторын дэлгэцэн дээрх адиабат ба изотермийг программчлан хэрэгжүүлдэг компьютер бөгөөд Карногийн мөчлөгийг графикаар илэрхийлдэг.
Электрон болон компьютерийн технологийг ашиглан туршилт хийх аргачлалыг В.В. Лаптев. Тэрээр цахилгаан дохионы бүх нийтийн шинж чанарыг ашигласан бөгөөд энэ нь зөвхөн шаардлагатай мэдээллийг агуулдаг төдийгүй электрон компьютерээр боловсруулагдах боломжтой юм. Тиймээс туршилтанд хамрагдсан бүх цахилгаан бус хэмжигдэхүүнийг анхдагч хувиргагч - мэдрэгч ашиглан цахилгаан болгон хувиргах шаардлагатай бөгөөд гаралтын үед цахилгаан аналог дохио гарч ирдэг, ихэвчлэн цахилгаан хүчдэл хэлбэрээр байдаг. Лаптев В.В. ажилчдын хамт гэрэлтүүлэг, температур, цагийг хэмжих хэд хэдэн мэдрэгчийг боловсруулж, үйлдвэрлэсэн. Мэдрэгчийн дохиог заагч эсвэл тоон хэмжих хэрэгслээр засах боломжтой. Туршилтын үр дүнг боловсруулахдаа дижитал электрон компьютер ашиглахын тулд аналоги-тоон хувиргагч ашиглан аналог дохиог дижитал болгон хувиргах шаардлагатай бөгөөд үүнд тохирох микро схемийг ашиглана. Тиймээс туршилтын схем дараах байдалтай байна: хэмжсэн утга - мэдрэгч - аналог-тоон хувиргагч - микро тооцоолуур MK-64 эсвэл "Ямаха" компьютер. Энэ зарчмын дагуу сургуулийн физикийн хичээлд хийн хуулийг судлахад зориулагдсан бүх нийтийн цахилгаан механик үзүүлэн суурилуулсан. Туршилтанд хэмжсэн даралт, эзэлхүүн, температурын утгыг дижитал үзүүлэнгийн индикатор дээр ээлжлэн тогтоож, дэлгэцийн дэлгэц дээр даралт, эзэлхүүн, температурын хоорондох бүх боломжит хамаарлын графикийг харуулсан компьютерийн мэдээллийн автобусанд өгдөг. Графикийг зурсны дараа эдгээр хэмжигдэхүүнүүдийн тоон утгыг компьютерийн RAM-д оруулж, дэлгэцийн дэлгэц дээр туршлагын өгөгдлийн хүснэгт хэлбэрээр үзүүлж, тоон тооцоололд ашиглаж болно. Тиймээс оюутнууд хийн үйл явцын тоон болон чанарын шинж чанарыг нэгэн зэрэг ажиглах боломжтой болсон.
