авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 |

«Министерство образования и науки России Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова Российская Академия Наук Научно методический совет по ...»

-- [ Страница 6 ] --

публикация информации и Web-приложения.

ИТ.Ф.06 Компьютерная графика 30 ГР1: Основы человеко-машинноговзаимодействия (HCI) Эргономичность HCI;

человекомашинного взаимодействия;

окружение HCI (средства взаимодействия;

гипермедиа и Web, средства связи);

разработка и развитие систем, ориентирован ных на пользователя;

модели пользователя (восприятия, мо ниторики, мышления, взаимодействия, организации работы, адаптации к многообразию);

принципы разработки удобных Индекс Наименование дисциплин и их основных разделов 1 пользовательских HCI;

критерии и проверка легкости исполь зования.

ГР2: Основные методы компьютерной графики Иерархическая организация графического ПО;

использование графических интерфейсов;

цветовые модели и системы (RGB, HSB, CMYK);

однородные координаты;

аффинные преобразо вания (поворот, сдвиг, масштабирование);

матрицы преобра зований;

отсечение.

ГР3: Графические системы Понятие растровой и векторной графики;

видеодисплеи;

физи ческие и логические устройства ввода;

принципы разработки графических систем.

ГР4: Интерактивная компьютерная графика Цветовосприятие, взаимосвязь цветов, цветовые палитры;

структуризация изображений;

модификация изображений для эффективного отображения на устройства вывода;

использо вание текстовой информации в изображениях;

обратная связь с пользователем при выполнении графических операций.

ИТ.Ф.7 Технологии баз данных (БД) 40 БД1: Информационные системы (ИС) Назначение и история ИС;

информационно-поисковые систе мы (IS&R);

области применения ИС;

накопление и представле ние информации;

анализ и индексация;

поиск, выборка, связы вание, навигация;

конфиденциальность, целостность, безопасность и защищенность, сохранность;

масштабируе мость, производительность, эффективность.

БД2: Системы управления базами данных (СУБД) История развития СУБД;

основные компоненты СУБД;

функции СУБД;

архитектура СУБД и независимость представления дан ных;

языки запросов к базам данных.

БД3: Модели данных Моделирование данных;

концептуальные модели (сущность связь, Унифицированный Язык Моделирования (UML));

объ ектно-ориентированная модель;

реляционная модель.

ИТ.Ф. 8 Вузовский компонент 11 Всего часов теоретического обучения: 40 В таблице 2 представлен вариант требования к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы в части раздела Информатика (Информационные технологии) для непрофильных специальностей и направлений (проект) при объ еме учебной нагрузки 300 часов.

Таблица 2.

Всего часов Аудит. часы Дискретные структуры 44 Алгоритмы и основы программирования 44 Архитектура вычислительных систем 20 Операционные системы 30 Компьютерные сети 30 Компьютерная графика 20 Технологии баз данных (БД) 30 Вузовский компонент 82 Всего часов теоретического обучения: 300 Дистанционный учебник по теоретической меха нике: структура, содержание, перспективы В.Е. Павловский (институт прикладной математики им. М.В.

Келдыша РАН), Т.О. Невенчанная, Е.В. Пономарева (Астрахан ский государственный технический университет) Аннотация. Представлен компьютерный учебник по теоре тической механике для технических ВУЗов. Учебник включает три части: теоретический материал, блок контроля с тестовыми задачами и расчетный практикум. Учебник реализован в виде двух идентичных по архитектуре систем – дистанционной вер сии, доступной через Интернет, и локальной версии.

1. В Астраханском государственном техническом университете (АГТУ) совместно с Институтом прикладной математики им.

М.В. Келдыша РАН и механико-математическим факультетом МГУ разработан электронный Интернет-учебник по теоретиче ской механике (рис. 1 и 2). Появление такого учебника обуслов лено становлением дистанционного обучения, развитием инфор мационных и телекоммуникационных технологий и целесообразностью их применения для активизации учебного процесса, особенно в области точных наук, к которым относится теоретическая механика.

Рисунок 1. Учебник по механике.

Рисунок 2. Архитектура учебника.

Учебник разработан на базе современных информационных и телекоммуникационных технологий, выполнен в виде обучаю щей системы, обеспечивающей как организацию конкретного процесса индивидуального и группового обучения по теоретиче ской механике для технических ВУЗов, так и возможность фор мирования вариантов электронных учебных курсов по механиче ским дисциплинам, что особенно актуально в настоящее время, когда происходит объединение курса теоретической механики с разделами других механических дисциплин.

2. Архитектура версий электронного учебника приведена на рис. 2. Разработаны две версии учебника: дистанционная (рис. 3, а) и локальная (рис. 3, б), в целом они имеют идентичную структуру.

Дистанционная версия предполагает работу посредством гло бальной информационной сети Интернет, обеспечивает следую щие возможности:

• дистанционное дифференцированное обучение;

• дистанционную разработку версии учебника в сети Интернет;

• формирование общего массива элементов знаний по механике;

• создание на основе сформированного массива знаний по ме ханике базы данных для новых механических курсов разной структуры, содержания.

а) б) Рисунок 3. Версии электронного учебника.

Локальная версия создана для работы с ней на автономной машине, представлена на CD-диске. Ее объем составляет 358 Мб.

Дистанционная версия учебника разрабатывалась через Ин тернет в системе дифференцированного Интернет-обучения «Ге кадем», расположена на сервере www.edu.buk.irk.ru. Размер дис танционной версии 14,6 Мб.

Обе версии (локальная и дистанционная) электронного учеб ника созданы в совместимых форматах, которые являются стан дартами Web.

Разработаны следующие программные приложения учебника:

• приложение «Теоретический материал», содержащее теорию изучаемой дисциплины с примерами решений типовых задач.

Теоретический материал учебника представлен разделами:

«Кинематика», «Статика», «Динамика точки», «Динамика системы», «Аналитическая механика», «Расчет механизмов».

Первые пять разделов входят в состав традиционного курса теоретической механики. В состав созданного учебника включен также раздел «Расчет механизмов», в котором даны общие понятия механики механизмов, описан междисциплинарный подход к расчету механизмов, позволяющий получать и использовать для решения задач знания из разных областей [2, 3];

• приложение «Тесты и задачи», позволяющее приобрести на выки в решении задач и осуществить самоконтроль/контроль знаний. Приложение «Тесты и задачи» в составе учебника со держит 215 тестовых заданий по разделам теоретической ме ханики. Локальная версия учебника дополнительно содержит модули самоконтроля, содержащие 85 тестовых задания. Об щее количество тестовых заданий в приложении равно 300;

• приложение «Практикум», содержащее набор компьютерных расчетно-графических задач (РГР), тематически подобранных в соответствии с этапами комплексного расчета механизмов [2, 3]. Построена структура типовой расчетно-графической работы: каждая РГР включает название и цель работы, описа ние структуры документа, краткую теорию по изучаемой те ме, методические указания по выполнению, условие задачи, варианты заданий, примеры решения.

Особенность локальной версии заключается в том, что для приложения «Теоретический материал» разработаны две реали зации (рис. 2):

• реализация 1 – курс лекций, где теоретический материал представлен линейно (излагается последовательно), как в тра диционном учебнике;

• реализация 2 – конспект-справочник курса, структурирован ный по смысловым элементам, работать с которым можно по гиперссылкам.

Следует отметить, что обе реализации локальной версии соз даны на базе одного и того же структурированного массива тео ретического материала, доступного для использования разными способами, при этом реализация 1 позволяет работать с этим ма териалом традиционно, последовательно (линейно) читая курс лекций по теоретической механике, а реализация 2 – нелинейно, используя смысловые гипертекстовые переходы, как в справоч нике.

Дистанционная версия предполагает работу посредством гло бальной информационной сети Интернет и структурно содержит те же приложения. Однако, приложение «Теоретический матери ал» дистанционной версии выполнено лишь в виде курса лекций.

Приложения «Тесты и задачи» и «Практикум» локальной и дис танционной версий электронного учебника практически полно стью идентичны, различие заключается в способе работы с ними (автономная машина, локальная сеть или сеть Интернет соответ ственно).

3. Ниже на рис. 4 приведена полная схема логических взаимосвя зей обучаемого и приложений электронного учебника по теоре тической механике.

Рисунок 4. Схема взаимосвязей обучаемого и электронного учебника.

При работе с приложением «Теоретический материал» обу чаемому предлагается изучить теоретический курс (1), вклю чающий основные определения, теоремы, примеры решения ти повых задач. После изучения каждого раздела обучаемый отвечает на ряд вопросов (самоконтроль) (2). Вводимые ответы (3) передаются обратно приложению «Теоретический материал», которое возвращает обучаемому результат (4).

При обращении к приложению «Тесты и задачи» обучаемому предлагается набор тестов и задач (5), после решения которых обучаемый вводит результат решения (6), который передается приложению «Тесты и задачи». Ответы обучаемого анализиру ются приложением, после чего результат (7) сообщается обучае мому.

Взаимодействие обучаемого с приложением «Практикум»

предполагает участие тьютора (преподавателя) и сводится к ша гам: приложение предоставляет обучаемому расчетно графические работы РГР (8), выполнив которые, обучаемый пе редает их тьютору (9). Правильность выполнения РГР анализи руется тьютором, результат (10) сообщается обучаемому. Тью тор может обращаться к приложению «Практикум» (14) для уточнения вопросов, связанных с выполнением обучаемым РГР.

Все три приложения созданного учебника взаимодействуют между собой (11, 12, 13): приложение «Тесты и задачи» содер жит набор заданий в соответствии с материалом, изложенным в приложении «Теоретический материал»;

приложение «Практи кум» содержит РГР, тематически подобранные в соответствии с этапами комплексного расчета механизмов, рассмотренного в приложении «Теоретический материал»;

приложение «Тесты и задачи» дает обучаемому навыки решения задач, которые необ ходимы для выполнения РГР приложения «Практикум».

4. При разработке решены вопросы программной реализации учебника, включающие прежде всего:

• выбор форматов с учетом их взаимной совместимости и воз можности передачи по сети Интернет;

• выбор соответствующих программных средств, реализация технологической цепочки разработки учебника;

• обеспечение возможности локальной и дистанционной рабо ты с теоретическим материалом, модулями для контроля и самоконтроля знаний, расчетным практикумом, анимирован ными компьютерными моделями механических объектов;

• обеспечение модификации учебника, пополнения новым учебным материалом;

• создание двухмерных и трехмерных анимированных моделей механизмов.

Разработаны технологические этапы создания приложения «Теоретический материал», построенного как система, состоя щая из набора взаимосвязанных HTML-страниц, насыщенных нетекстовыми компонентами. Эта технология может быть ис пользована и для построения других аналогичных обучающих приложений.

В рамках этой технологии построены способы получения ги пертекстового html-формата, содержащего компьютерные Web иллюстрации, анимированные 2D-, 3D-модели механических объектов, в частности, механизмов. Разработаны и применяются в учебнике анимированные модели механизмов – спарника, эл липсографа, кулисных механизмов с качающейся и вращающей ся кулисой, синусного механизма, планетарных механизмов с внутренним и внешним зацеплением и др. (рис. 5).

Модели механизмов построены на основе строгих математи ческих моделей, показывают полный цикл движения данных ме ханизмов, являются параметрическими и усложняемыми (кине матические, динамические модели).

5. Для эффективной работы с учебными материалами система позволяет сформировать массив элементов знаний, где хранится весь материал в виде дискретных единиц, из которых формиру ются курсы с разной структурой с содержанием по «родствен ным» механическим дисциплинам. Соответствующая схема при ведена на рис. 6.

Решены вопросы программной реализации модулей самокон троля и контроля знаний приложения «Тесты и задачи» в сетевой среде и в виде локальной подсистемы.

Программная реализация модуля самоконтроля. Задача про ведения самоконтроля знаний обучаемого не требует санкциони рованного доступа обучаемого к материалам и решена локально, без взаимодействия с Web-сервером, что значительно повышает быстродействие системы. Для реализации системы самоконтроля использована схема «HTML+JavaScript», основанная на органи зации в HTML-документе форм и их обработке непосредственно на компьютере обучаемого.

Система внешнего контроля знаний выполнена в системе «Ге кадем», позволяющей осуществлять индивидуальное и групповое обучение и использовать для проверки знаний тестовые задания следующих типов (рис.7): «да/нет», «упорядочивание списка», «многовариантный выбор», «ввод собственного ответа».

Рисунок 5. Примеры моделей механизмов.

Рисунок 6. Формирование механических курсов на основе общего массива элементов знаний (ЭЗ) Рисунок 7. Рабочие окна системы контроля.

Рисунок 8. Рабочие окна системы «Практикум».

Каждая РГР системы «Практикум» технологически выполне на в табличном процессоре Microsoft Excel в виде отдельного файла, состоящего из нескольких листов, содержащих текстовый материал, рисунки, формулы, диаграммы (рис. 8).

6. Созданный электронный учебник обсуждался и апробиро вался различными способами, в частности, он опубликован в [3 7]. Учебник прошел также базовую апробацию в учебном про цессе АГТУ. Определены следующие характеристики:

1) Возможные режимы работы: самостоятельное обучение, со провождение учебного процесса при традиционной форме обу чения, дистанционное обучение. Использование этих новых форм существенно повышает активность обучаемых.

2) Объем материала, заложенного в дистанционную обучающую систему «Теоретическая механика для технических ВУЗов», со ответствует 88-часовой программе изучения курса теоретиче ской механики. Из них 40 часов отведено изучению теоретиче ского материала, 14 часов – на выполнение РГР, 22 часа – работа с тестами и задачами (в том числе, промежуточный и итоговый контроль знаний), 12 часов – семинары.

3) Среднее контактное время работы с системой – 1-1,5 часа на каждое занятие курса. Среднее время прохождения итогового теста по курсу – 1,5 часа.

4) Средний оценочный балл по занятиям составляет 60-70% от возможного максимума, что свидетельствует о достаточно высо ком уровне сложности вопросов.

С учетом сделанных в ходе апробаций и испытаний учебника предложений базовая версия учебника доработана и подготовле на к эксплуатации. В дальнейшем на основе разработанного электронного учебника по теоретической механике предполага ется создать единую дистанционную информационную среду по «механическому» профилю, среду, в которой можно сформиро вать один единый массив элементов знаний по определенной области знаний (например, по механике), на основе которого реализовать динамический доступ к справочным данным, соот ветствующим разным специальностям. Помимо справок и изуче ния теоретического материала, будут предусмотрены возможно сти моделирования, контролирующие функции, а также админи стрирование.

Литература 1. Павловский В.Е., Невенчанная Т.О., Курганская Г.С., Понома рева Е.В. Концепция, структура, программная реализация элек тронного Интернет-учебника: Препринт Института прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН № 39. М., 2003. 28 с.

2. Невенчанная Т.О., Павловский В.Е., Пономарева Е.В. Ком плексный расчет механизмов в электронном учебнике по теоре тической механике: Препринт Института прикладной математи ки им. М.В. Келдыша РАН №38. М., 2003. 24 с.

3. Невенчанная Т.О., Павловский В.Е., Пономарева Е.В. Ком плексный расчет механизмов в дистанционном Интернет учебнике по теоретической механике. Проблемы механики со временных машин: Материалы второй международной конфе ренции / ВСГТУ. – Улан-Удэ, 2003. Т. 1. 172 с. с. 71 – 74.

4. Павловский В.Е., Невенчанная Т.О., Пономарева Е.В. Расчет механизмов в дистанционном учебнике по теоретической меха нике. // Проблемы динамики и прочности исполнительных меха низмов и машин (2004, сентябрь): Тезисы науч. конф. / Астрахан.

гос. техн. ун-т – Астрахань: Изд-во АГТУ, 2004. – с. 164.

5. Павловский В.Е., Невенчанная Т.О., Пономарева Е.В. О созда нии Web-совместимых анимированных моделей механических объектов. // Всероссийская научно-практическая конф. «Техно логии Интернет – на службу обществу»: Сб. статей по материа лам Всероссийской научно-практической конференции. Саратов, 2004. с. 26-31.

6. Павловский В.Е., Невенчанная Т.О., Пономарева Е.В. О дис танционной обучающей системе по теоретической механике. // III Всероссийское совещание-семинар заведующих кафедрами теоретической механики вузов Российской Федерации (г. Пермь, 28 июня – 1 июля 2004 г.): Тезисы докладов / Перм. ун-т. – Пермь, 2004. – 176 с. с. 108 – 109.

7. Невенчанная Т.О., Павловский В.Е., Пономарева Е.В. Интер нет-учебник по теоретической механике. // Всероссийская науч но-практическая конф. «Технологии Интернет – на службу об ществу»: Сб. статей. Саратов, 2003. с. 128-131.

О создании сайта НМС по информатике Министер ства образования и науки Р.И. Ивановский, д.т.н., профессор Санкт-Петербургского Государственного политехнического университета, член прези диума НМС по информатике, А.В. Сигалов, к.т.н., зам. директора филиала Государственного НИИ информацион ных технологий и телекоммуникаций в Санкт-Петербурге Секция «Современные тенденции сетевого взаимодействия и их ис пользование в образовании»

Научно-Методический Совет (НМС) по информатике Мини стерства образования и науки, созданный приказом № 2152 от 20.05.2003 г. (http://www.edu.ru/db/mo/Data/d_03/2152.html), при зван разрабатывать рекомендации и определять стратегию в об ласти развития информатики для российского образования.

Роль и значение НМС по информатике (далее НМС_ИНФ) трудно переоценить. Совет осуществляет координацию деятель ности научно-педагогической общественности, ведущих ученых, высших учебных заведений и научно исследовательских инсти тутов РАН по реализации программ, направленных на развитие фундаментального образования в области информатики, его на учно-методического обеспечения, на повышение качества подго товки по информатике студентов, аспирантов;

оказывает всемер ное содействие в развитии в области высокоэффективных информационных и наукоемких технологий.

В соответствие с Положением о НМС_ИНФ, деятельность Совета направлена на решение следующих задач:

• совершенствование содержания фундаментального образова ния и форм организации учебного процесса по информатике с учетом его непрерывности и преемственности;

• обеспечение методического единства содержания, форм и средств преподавания информатики в системе многоуровне вого образования;

• подготовка рекомендаций по выбору приоритетных научно методических исследований, направленных на улучшение преподавания информатики в вузах России, использованию современных наукоемких технологий образования в учебном процессе;

• внедрение прогрессивных методов и средств обучения в об ласти фундаментального образования по информатике, бази рующихся на использовании вычислительной техники, про граммного обеспечения, информационных и коммуникационных технологий, развитие новых технологий дистанционного обучения;

• анализ состояния учебно-методической литературы и подго товка рекомендаций по созданию и внедрению литературы, мультимедийных и аудиовизуальных пособий по информатике;

• участие в формировании концепции единого государственно го экзамена по информатике в рамках общеобразовательной программы среднего (полного) общего образования;

• совершенствование содержания, форм и методов переподго товки и повышения квалификации педагогических работни ков по информатике;

• организационная работа по контролю за соответствием обра зовательных программ вузов требованиям к содержанию фундаментального образования в цикле математических и общих естественнонаучных дисциплин государственных об разовательных стандартов высшего профессионального обра зования и примерных программ по информатике, разрабаты ваемых Советом;

• развитие междисциплинарных связей для дисциплин естест веннонаучного цикла и циклов: общепрофессионального, дисциплин специализаций ГОС ВПО;

• экспертиза научных, научно-методических разработок, учеб ной литературы и мультимедийных и аудиовизуальных посо бий по информатике по запросам Минобразования России, фи зических и юридических лиц в рамках компетенции Совета.

Сайт НМС_ИНФ организуется для:

• представления научно-педагогической общественности всех форм и направлений деятельности Совета;

• отображения планов работы Совета и достигнутых результа тов;

• информирования о принятых решений Совета;

• информирования о директивных документах, касающихся концепции, технологии преподавания информатики в высших учебных заведениях и других образовательных учреждениях различного профиля и направленности обучения;

• обобщения опыта учебных заведений и научных учреждений в области высокоэффективных информационных и наукоем ких технологий;

• оценки текущего состояния и перспектив развития информа тизации системы образования.

1. Структура сайта В соответствие с направлениями многоплановой деятельности НМС_ИНФ, может быть предложена следующая структура сайта НМС:

1.1. Информация о составе и структуре НМС, перечень секций с указанием руководителей 1.2. Директивные документы (приказ о создании, Положение о НМС_ИНФ, приказы по профилю деятельности, положения по открытию специальностей и специализаций, положение о грифах Минобразования на учебники и учебные пособия, положение о грифах на интерактивные образовательные ресурсы, примеры заявок на грифование) 1.3. Научная работа (конференции, конкурсы грантов, конкурсы по целевым комплексным программам, перечень и формы доку ментов для участия в конкурсах, примеры заявок на участие в конкурсах, периодические журналы, научные семинары и проч.) 1.4. Учебная работа (рубрикатор специальностей и направлений, ГОС, примерные программы дисциплины Информатика, стан дарты и программы дополнительного образования, рекомендо ванные учебные пособия и учебники, интерактивные образова тельные ресурсы по дисциплинам и направлениям обучения, лазерные диски, тестовые задания, аннотированный список ли тературы по информатике и проч.) 1.5. Тематический план деятельности на текущий период, ин формация о заседаниях и принятых решениях 1.6. Аннотированный список программных средств, составляю щих основу разработки информационных технологий в системе образования и науке (представлены различные уровни про граммных средств (от офисных программ до программ типа ANSYS, LS-DYNA) 1.7. Форум для широкого обмена мнениями с научно педагогической общественностью и практиками системы обра зования по проблемам информатизации образования, компью терные конференции 1.8. Новости, события и даты 1.9. Медиатека (аудио-, видеоматериалы и другие мультимедиа ресурсы) Структуре сайта может быть придана необходимая гибкость, что позволит, в случае необходимости, осуществлять ее наращи вание путем введения других рубрик верхнего уровня. Указанная гибкость обеспечит возможность развития сайта до уровня пол ноценного раздела по дисциплине «Информатика» в рамках фе дерального образовательного портала. Для этого в структуру сайта необходимо ввести 1.10. Тематический рубрикатор, представляющий собой интег рированный перечень тем (рубрик), составляющих содержание дисциплины Информатика, с указанием подтем (рубрик более низкого уровня) 1.11. Содержательную часть, представляющую совокупность интернет-ресурсов к каждой из тем (подтем) тематического руб рикатора.

2. Варианты создания сайта 2.1. Использование технологии ИКТ-портала (http://ict.edu.ru/) Портал «Информационно-коммуникационные технологии в образовании» входит в систему федеральных образовательных порталов и нацелен на обеспечение комплексной информацион ной поддержки образования в области современных информаци онных и телекоммуникационных технологий, а также деятельно сти по применению ИКТ в сфере образования.

При размещении первичного материала – учебные планы и программы дисциплин, учебно-методические материалы, реко мендованные учебники и учебные пособия (аннотации и библио графические описания), статьи по методике преподавания, ново сти, доклады, сведения о персоналиях-членах НМС и экспертах и пр. – могут использоваться соответствующие базы данных ИКТ-портала. Этот подход:

• исключает дублирование информации в различных интернет структурах;

• обеспечивает оперативное наполнение содержательной части как сайта НМС, так и (одновременно) официального про фильного ИКТ-портала, входящего в структуру системы фе деральных образовательных порталов;

• обеспечивает возможность использования реализованной сис темы информационного сопровождения портала (content management system) с управлением контентом через веб интерфейс и разграничением прав редакторов;

• обеспечивает возможность использования уже имеющейся системы технического сопровождения портала, что позволяет решать все проблемы технического сопровождения, включая хостинг, без трудозатрат со стороны НМС_ИНФ.

Кроме того, при условии, что будет принято решение об инте грации ресурсов сайта НМС_ИНФ и ИКТ-портала, часть средств из бюджета ИКТ-портала может быть направлена на создание и информационное сопровождение сайта НМС_ИНФ. Принципи альная договоренность с держателями ИКТ-портала в этой и других, отмеченных выше, частях, имеется.

2.2. Автономное создание сайта НМС_ИНФ Этот путь создания сайта НМС_ИНФ не предполагает твор ческого взаимодействия с другими порталами родственной на правленности. В этом случае сайт создается в условиях, когда потребуются значительные средства на техническое и информа ционное оснащение, а также временные и финансовые затраты на создание и поддержку содержания сайта.

2.3. Интеграция с сайтом НМС по математике Сайт НМС по математике (http://foroff.phys.msu.su/math/, рук.

профессор, докт. физ.-мат. наук Анатолий Григорьевич Ягола) создан и поддерживается с аналогичными целями при Научно Методическом Совете по математике Минобразования. Инфор мационная интеграция сайта НМС_ИНФ с сайтом НМС по ма тематике обеспечила бы единую концепцию и унифицированное построение этих важнейших информационно-аналитических средств при методических советах Министерства образования и науки, способствовала бы взаимному обогащению сайтов и по зволяла бы Министерству осуществлять единую информацион ную политику в современной быстро развивающейся системе российского образования.

3. Техническое обеспечение Создание сайта НМС_ИНФ по первому из описанных вариан тов базируется на использовании программно-аппаратных средств ИКТ-портала. В том числе будут использован:

• Аппаратно-программный комплекс системы федеральных об разовательных порталов (ГНИИ ИТТ «Информика», разме щение в опорной части RUNNet, физически находится в хос тинг-центр на Брюсовом пер. 21).

При этом могут быть реализованы два подварианта:

использование имеющихся портальных решений (www.edu.ru, ict.edu.ru и др.), включая системы управления контентом (на базе свободно распространяемых СУБД – MySQL, PostgreSQL, язык PHP);

дизайн и структура сайта требуют разработки;

установка на имеющейся базе (серверы, ОС, СУБД) иных программно-технологических решений для сайта НМС (потребуется своя группа программистов для разработки дизайна и структуры сайта и его поддержки).

4. Ресурсное наполнение поддержки сайта НМС_ИНФ В 2004 году реализуется проект развития и информационного наполнения портала «ИКТ в образовании». Головная организа ция – ГНИИ ИТТ «Информика». Имеется возможность форми рования творческого коллектива для ведения на этом портале раздела – сайта НМС_ИНФ.

5. Примеры дизайна и наполнения сайта (адреса ссылок) 5.1. http://ict.edu.ru/lib/ Программы учебных дисциплин по направлению 511900 – «Информационные технологии», подготовленные на факультете Вычислительной математики и кибернетики МГУ Руководитель проекта – профессор В.А. Сухомлин.

5.2. http://ict.edu.ru/books/index.php?a=books&c=getForm&r= resDesc&d=light&id_res= Книга: Воеводин В.В., Воеводин В.В. Параллельные вычис ления 5.3. http://ict.edu.ru/news/conferences/290/ Новости – пример конференции «Преподавание ИТ в России»

5.4. http://ict.edu.ru/persons/index.php?a=pers&c=getForm&r =pers Desc&d=light&id_pers= Персоналии: профессор Сухомлин Владимир Александрович.

Структурная информатика – новый актуальный раздел информатии для изучения в школе и в университете В.А. Кохов, к.т.н., доц.., А.А. Незнанов, м.н.с, С.В. Ткаченко, ас пирант, Московский энергетический институт (Технический Университет), кафедра прикладной математики Секция «Методические аспекты преподавания информатики»

Сравнительный анализ, визуализация структур данных и структур действий центральные проблемы структурной информатики К числу вопросов, имеющих значимый интерес для теории и практики систем искусственного интеллекта, относятся и форма лизация семантического диалога и знаний в информационных семантических системам (ИСС) и различные аспекты формиро вания семантической информации (формальный концептуаль ный анализ [1]) и сравнительный анализ семантической инфор мации, представленной графовыми моделями (структурный спектральный анализ графов [2-5], сходство диаграмм Хассе).

Понимание семантической информации семантическим объ ектом (ЭВМ) определяется в ИСС посредством сравнения пред лагаемой семантической информации с эталонной по смыслу. С помощью сравнения выявляются количественные и качествен ные характеристики объектов, классификация, упорядочение и пр. Сравнить – это значит сопоставить одно с другим, с тем, чтобы выявить их возможные отношения. Сравнение имеет смысл только в совокупности «однородных по сложности» объ ектов, образующих предметную область.

Следовательно, особый интерес представляет проблема ха рактеризации сложности структур и определения её меры.

Сравнение объектов в одной предметной области осуществ ляется по признакам, например структурным дескрипторам (СД) существенным для данного рассмотрения. При этом объекты сравнимые по одному признаку, могут быть несравнимы по дру гому. Простейший и важнейший тип отношений, выявляемых путем сравнения, это отношение равенства (изоморфизма) и различия (неизоморфизма). Это дает возможность ответить на вопрос, тождественны (изоморфны) объекты или различны (не изоморфны), а после установления различия и определения меры сходства принять необходимое решение.

Таким образом, понимание – сравнение (изоморфизм, неизо морфизм, сходство) и принятие решения – можно рассматривать как основную семантическую операцию.

Важным понятием в ИСС является понятие структуры, ко торое используется в двух основных значениях:

1. как форма, что важно с точки зрения классификации сущест вующих и вновь создаваемых форм семантических систем;

2. как атрибут ИСС, необходимый для формального описания ИСС.

Иначе говоря, структура, являясь обязательным аспектом ИСС, служит достижению цели, которую реализует ИСС. Заме тим, что структура выступает интегрирующим фактором систе мы и детерминирует её качество.

Проблему взаимосвязи физико-химических свойств систем и процессов с одной стороны и их структур с другой стороны, на зовём проблемой структур. Она представляет одно из непре рывно актуальных направлений развития науки и техники. Объ ясняется это прежде всего тем, что вместе с базовыми физическими законами, проблема структур представляет основу в области научно-технической инженерии, обусловленной по требностями в самом широком смысле, включая и идеально познавательную потребность. С ней связаны задачи установле ния корреляций вида «структура-свойство», исследования слож ности и сходства структур, выполнения эквивалентных преобра зований, построения конкретных физических структур, изучения динамики и функциональных свойств, выявления глобальных свойств через локальные.

Теоретико-познавательный аспект проблемы структур свя зан с развитием представлений о закономерностях, управляющих физическими системами и процессами, и с многочисленными следствиями общетеоретического и прикладного характера.

Прикладные вопросы проблемы структур обращены к обширной сфере инженерно-технического творчества, сводящегося к тео рии, научно-методическим и инженерно-технологическим разра боткам синтеза и проектирования (например, синтез регулярных топологий вычислительных сетей и сред, проектирование схем программ, синтез молекулярных структур, синтез структур элек трических цепей и электронных схем и др.).

Повсеместное использование графовых моделей в решении задач, связанных с проблемой структур, привело к выделению новой дисциплины – прикладной теории графов [6].

Концепции «структура» и «подструктура» являются основой для изучения теорий и теоретических знаний. Концепция под структуры является настолько значимой, например, в химии органических соединений, что для систематизации рассмотрения природы химических структур и подструктур были привлечены методы теории графов и создана химическая теория графов. По нятие подструктуры дает естественный подход к сложной при роде химического соединения. Она лежит в основе локального подхода в экспликативных и дескриптивных теориях и способст вует глобальному представлению соединений. Анализ сложно сти химической структуры и разнообразие несходства и подобия в больших объединениях химических соединений сделали необ ходимым развитие и расширение концепций подструктурной характеризации.

Анализ научных работ в области АСНИ и ИПС структурной информации (поиск в сети Интернет, теория схем программ, структурное распознавание образов, органическая химия, САПР топологий ВС и сред, САПР РЭА, системы управления, теория цепей, математическая биология, генетика, социология, экология и др.) за последние 35 лет показывает, что наибольшее их число было связано с вопросами точного структурного и подструк турного поиска. В настоящее время акцент переместился на сходство, то есть на поиск наиболее близких по сходству струк тур. Все эти работы доказывают все возрастающий интерес к научному обобщению концепций сходства в структурном анали зе систем. Кроме того, сходство структур систем является клю чевым понятием в реализации правдоподобных рассуждений, распознавании образов, интеллектуальном анализе данных, об работке высказываний на естественных языках и других облас тях искусственного интеллекта. Это определяет актуальность и значимость разработки методов и программных средств иссле дования сходства структурированных нечисловых объектов (графов, мультиграфов, гиперграфов, семантических сетей, ги персетей и пр.) [7].

Таким образом, центральной проблемой анализа структурной информации является проблема анализа сходства графовых мо делей систем.

Большие успехи, достигнутые в накоплении результатов в:

1. технологии визуального проектирования и выполнения про грамм;

2. методах визуализации (прорисовки) структурной информации [8];

3. прикладной теории графов [6];

4. методах построения и исследования структурных инвариантов графов и инвариантов, характеризующих расположение фрагментов в графе [2];

5. анализе симметрии графов;

6. концептуальных и математических моделям структурной сложности систем [2,9];

7. методах определения структурного сходства систем с учетом их сложности [3-5] и СЕА-анализа [10];

8. методах структурного распознавания образов;

9. логико-алгебраических методах анализа данных (Formal Concept Analysis, FCA) [1];

10.создании программ учебного и научно-исследовательского назначения (ПСУН «СТРИН» и «СТРИН+», АСНИ «Graph Model Workshop 3.0», ППП «Полигон») и неисчерпаемая изо бразительная сила диаграмм графовых моделей систем актуа лизировали и сделали возможным выделение в рамках ин форматики, нового раздела с названием структурная информатика (СИ) или компьютерный дизайн структур [1].

Приведем слова А.П. Ершова из [11 с.5]: «Важнейшим свой ством информационной модели или управляющей системы явля ется ее структура, или, говоря математическим языком, сово купность бинарных отношений на наборах элементарных единиц данных и действий. Эти структуры данных и структуры дейст вий являются по выражению А.А. Берса единственными ипоста сями программ и обрабатываемой ими информации, в которых они могут существовать в воображении программиста и в чреве компьютера. Вот почему графы являются основной конструкци ей для программиста. Графы обладают огромной, неисчерпае мой изобразительной силой, соразмерной масштабу задачи про граммирования».

Заметим, что изобразительная сила диаграмм графов не нашла еще своего широкого применения в информатике и программиро вании. Разработка и широкое применение технологии визуального проектирования программ является первым шагом на пути к ви зуализации программирования. Следующий шаг должен включать визуализацию структур данных и структур действий, используе мых в программировании. Одним из новых аспектов проблемы визуализации структур данных и действий является визуализация процесса поиска решения задач с использованием диаграммы структуры системы. Примерами являются следующие наиболее интересные для изучения студентами NP-полные задачи: раскрас ка структур, поиск гамильтонова контура, выделение внутренне и внешне устойчивых подмножеств вершин графа, поиск клик, ана лиз вершинной и реберной связности и др.

Одна из прикладных целей структурной информатики заклю чена в соединении визуальных по форме (интерфейсу) методов программирования с методами визуализации структур данных и структур действий над данными. Вторая прикладная цель связа на с организацией быстрого поиска семантической информации, наиболее сходной по смыслу с заданной информацией.

Теоретическую основу структурной информатики определяет структурный спектральный анализ систем (СС-анализ), вклю чающий разработанные на единой методологической основе эф фективные визуальные алгоритмы и программы сравнительного анализа (различение, упорядочение, анализ сложности и сходст ва) и манипулирования структурной информацией.

Математические модели для представления структурной информации Основным объектом исследования в структурной информати ке является структурная информация, для представления кото рой используются:

1. цветные граф-модели, визуализирующие расположение фраг ментов в структуре системы (порождающие граф-модели (ПГМ));

2. диаграммы порождающих граф-моделей;

3. граф-модели структурных спектров систем в заданном базисе СД (базовые граф-модели (БГМ)) [2];

4. графовые модели систем и процессов [6];

5. диаграммы графовых моделей систем в 2D и 3D [8].

Заметим, что специфические особенности визуализации диа грамм расширяют структурно-топологический анализ систем включением компьютерного геометрического анализа [8]. Он необходим для проведения сравнительного анализа диаграмм структур систем с учетом минимизации площади (объема), за нимаемого диаграммой, минимизация суммарной длины связей в диаграмме, минимизация числа изгибов связей и др.

На рис. 1 приведены примеры прорисовок диаграмм, отобра жающих структурную информацию. На рис. 2 приведены пример диаграммы графа и два вида представления диаграммы его цвет ной граф-модели цепей. Вершины одного цвета выделяют про стые цепи одной и той же длины. Пример матричного (EM * (F l B)) представления БГМ вида V P [2], которая ха рактеризует расположение вершин (V) на основе чисел достроек вершин до фрагментов графа, изоморфных элементам базиса СД простых цепей (P), приведен на рис. 3.

Заметим, что базовые граф-модели строятся на основе порож дающих и являются их инвариантами, характеризующими распо ложение любых фрагментов в топологии графа на основе исполь зования расширяемых базисов СД. Примеры базисов СД B=b1,b2,...,bi,...,bk: простые связные цепи, деревья, все связные фрагменты, примарные фрагменты и др. Они являются представи тельным классом инвариантов структур, обладающих свойством наследования значений по отношению вида «часть-целое». Такие инварианты необходимы для сокращения перебора при решении NP-полных задач структурного анализа и синтеза систем.

Использование инвариантов, характеризующих расположение фрагментов в совокупности с расширяемыми базисами СД, по зволило стратифицировано охарактеризовать по степени точно сти представления:

• расположение фрагментов в структуре системы;

• структурную сложность систем с учетом вкладов фрагментов;

Диаграммы отношений объектов в базах данных Прямыми линиями Ортогональная Ортогональная линиями прямыми линиями Регулярные графы Традиционная С отображением симметрии и с пересечением Корневые двоичные деревья Центральная поуровневая С учетом симметрии и изоморфизма поддеревьев Корневые деревья Разворачивающаяся Вложенная Свободные деревья Поуровневая Радиальная Рисунок 1. Примеры многообразия прорисовок диаграмм струк тур • структурное сходство систем с учетом вкладов фрагментов;

• вклад от вида структурного фрагмента, его расположения в системе и вида фрагментов базиса в наличие заданного инте грального структурно-топологического свойства системы.

6 27 6 3 23 14 10 4 4 28 15 30 17 5 13 20 22 5 31 16 27 24 23 28 22 21 25 18 11 12 9 10 8 13 4 5 6 3 2 Рисунок 2. Диаграмма графа и два вида диаграммы цветного графа цепей 5 2 6 3 8 6 7 4 7 9 G1 P0 P1 P2 P3 P4 G2 P0 P1 P2 P3 P v4 1 1 1 4 2 v1 1 1 1 3 v7 1 1 1 4 2 v5 1 1 3 3 v9 1 1 1 4 2 v7 1 1 3 3 v1 1 1 4 3 0 v9 1 1 3 3 v5 1 1 4 3 0 v6 1 1 3 4 v3 1 2 4 2 0 v8 1 1 3 4 v6 1 2 4 2 0 v2 1 2 3 3 v8 1 2 4 2 0 v4 1 4 3 1 v2 1 5 3 0 0 v3 1 4 4 0 Рисунок 3. Диаграммы структур-деревьев и их базовые граф модели Разнообразие фрагментов систем, фрагментов базиса СД и отношений вида «фрагмент системы элемент базиса СД» опре деляет обобщенное кластерное пространство характеризации видов структурной эквивалентности и толерантности систем.

Таким образом, использование граф-моделей (порождающих, базовых) структур систем привело к разработке методологии стратифицированного формирования и классификации отноше ний эквивалентности (изоморфизма), упорядоченности (по ин дексам сложности) и толерантности (структурного сходства) систем с учетом расположения их фрагментов.

Теоретические основы, классы проблем и методы реше ния задач в структурном спектральном анализе систем Теоретическую основу структурной информатики определяет СС-анализ, включающий последние достижения теории инвари антов графов и инвариантов, характеризующих расположение фрагментов в топологии графа, вычислительной геометрии, формального концептуального анализа, СЕА-анализа, приклад ной теории графов, теории групп и др.

Центральное место в СС-анализе занимает иерархическая мо дель характеризации структурной сложности систем [2]. Эта мо дель обобщает ранее известные подходы и позволяет стратифи цировано по степени точности базиса СД характеризовать структурную спектральную сложность и на ее основе решать задачи различения, упорядочения, анализа сходства и прорисов ки диаграмм структур систем, представленных порождающими и базовыми граф-моделями. В табл. 1 приведен пример матрично го представления расширенной БГМ (MIRC(F l B(G))) вида V P(G), которая определяет абсолютные вклады Iac(fi t) вершин в сложность ISC(G/B) для графов G1 и G2 (рис. 2) в базисе цепей B=P0,…,P4.

Значения элементов матрицы MIRC(F l_B(G)) вычисляются по weij ISC( b j ) формуле irc( f it / b j ) =, где weij элемент Sw( b j ) ISC( G / B ) матрицы EM * (F l B(G)), равный числу достроек фрагмента fi t до фрагмента графа, изоморфного bjB.

Таблица 1. Матричное представление расширенных базовых граф-моделей Iac Iac G1 P0 P1 P2 P3 P4 t t (fi ) (f (c)) 1 1.5 4.5 62 106 v 1 1.5 4.5 62 106 v 1 1.5 4.5 62 106 v 1 1.5 18 46.5 0 v 1 1.5 18 46.5 0 v 1 3 18 31 0 v 1 3 18 31 0 v 1 3 18 31 0 v 1 7.5 13.5 0 0 22 v 9 24 117 372 318 Slw Sw 1 2 2 2 2 WF 9 8 13 12 3 45 ISC(B) 1 3 9 31 V_ISC 9 24 117 372 Iac Iac G2 P0 P1 P2 P3 P (fit) (ft(c)) v1 1 1.5 4.5 46.5 159 212.5 212. v5 1 1.5 13.5 46.5 53 115. 346. v7 1 1.5 13.5 46.5 53 115. v9 1 1.5 13.5 46.5 53 115. v6 1 1.5 13.5 62 0 v8 1 1.5 13.5 62 0 v2 1 3 13.5 46.5 0 64 v4 1 6 13.5 15.5 0 36 v3 1 6 18 0 0 25 Slw 9 24 117 372 318 840 Sw 1 2 2 2 2 WF 9 8 13 12 3 ISC(B) 1 3 9 31 V_ISC 9 24 117 372 Тогда величина irc(fi t/B), вычисляемая как сумма элементов строки:

ISC ( b j ) k irc( f it / B ) =, weij ISC ( G / B ) j =1 Sw определяет относительный вклад помеченного фрагмента fi t в общую сложность графа и характеризует расположение фраг мента в графе G [2].

Выделим пять основных уровней анализа сложности (сходст ва), позволяющих при переходе от уровня к уровню уточнять значения:

1. Сложность на основе индексов сложности графов – ISC(G/B).

2. Сложность на основе вектор-индексов сложности – V_ISC(G/B).

3. Сложность на основе вектор-индексов относительных вкла дов классов фрагментов по каждому типу фрагментов t (вер шины, ребра, цепи длины 2 и т.д.) – V_Irc(f t(c)), где с – номер класса фрагментов типа t.

4. Сложность на основе вектор-индексов относительных вкла дов фрагментов, с компонентами, упорядоченными по при знаку уменьшения значения вклада фрагмента, по каждому типу фрагментов – V_Irc(fit/B).

5. Сложность на основе вектор-индексов относительных вкла дов фрагментов каждого типа t, по каждому элементу bj бази са B – V_Irc(fi t/bj).

В СС-анализе систем выделены семь основных классов про блем:

1. Характеризация структур систем на основе граф-моделей и их инвариантов.

2. Сравнительный анализ структур систем:

различение (изоморфизм, изоморфное вложение) и опре деление характеристик симметрии;

упорядочение по сложности (подход, использующий идеи Шеннона и Колмогорова);

определение сходства (подструктурный подход и обоб щенный подструктурный подход [12,13]), формальный концептуальный анализ.

3. Сравнительный анализ расположения фрагментов в структу рах систем.

4. Обобщенный СЕА-анализ (выявление вкладов фрагментов, с учетом их расположения, в наличие определенного глобаль ного свойства).

5. Генерация и конструктивное перечисление структур систем.

6. Прорисовка диаграмм структур.

7. Разработка методов визуализации процесса поиска решения по диаграмме структуры объекта и их использование в интерак тивных системах программирования.

В качестве методологии решения проблем для первых пяти классов разработан метод монотонных расширений частичных решений [26]. Основу метода составляет направленный перебор по дереву решений с учетом симметрии структур и инвариантов структур, обладающих свойством наследственности. В качестве обобщенного подхода к методам прорисовки диаграмм структур предложен подход, учитывающий результаты анализа сложности структур. Стратегия унифицированной прорисовки включает учет симметрии расположения фрагментов и их вкладов в сложность системы.

Базовый курс основ структурной информатики (второй семестр, 32 часа (+16 ч. самостоятельная работа)) Лекционная часть учебной программы включает 9 разделов (16 часов):

I. Прикладная и теоретическая направленность структурной ин форматики. ИПС структурной информации. Самоорганизую щиеся базы структурных данных и знаний. Задача определения сходства структур – центральная проблема структурной инфор матики. Комбинаторно-геометрические и графовые модели структурной информации. Модели для представления семанти ческой информации. Графы и числа. Хранение структур в памя ти ЭВМ в виде диаграмм, графских чисел и матриц.

1. Диаграммы графов и их применение. Класс задач прорисовок диаграмм структур. Симметрия и основные характеристики симметрии. Прорисовка диаграмм с учетом их симметрии.

Методы прорисовки диаграмм граф-моделей.

2. Класс задач анализа сходства с использованием точной иден тификации структур (изоморфизм структур). Методы реше ния задач для деревьев.

3. Класс задач анализа сходства с использованием частичной идентификации структур (изоморфное вложение). Методы решения задач.

4. Класс задач анализа сходства на основе подструктурного под хода (максимальное изоморфное пересечение). Методы реше ния задач.

5. Задачи упорядочения структур систем и методы их решения на основе индексов сложности. Индексы и вектор-индексы структурной спектральной сложности. Сходство на основе вектор-индексов сложности. Сходство в расширяемых бази сах структурных дескрипторов.

6. Теоретико-информационные индексы и вектор-индексы слож ности.

7. Задачи генерации, перечисления и конструктивного перечис ления структур. Методы решения задачи генерации случай ных графов и их частей.

8. Методы визуализации процесса решения задачи по диаграмме графовой модели. Соревнование человека с ПЭВМ при реше нии комбинаторных (труднорешаемых) задач. Перспективы структурной информатики.


Предусмотрено выполнение 6-8 лабораторных работ (12- часов) с использованием ПСУН «СТРИН+» по темам:

II. Решатель базовых задач структурной информатики «СТРИН+» и его функциональные возможности.

1. Решение задач прорисовки диаграмм и анализа симметрии структур.

2. Решение задач анализа сходства на основе точной (изомор физм структур) или частичной (изоморфное вложение струк туры в структуру) идентификации.

3. Решение задач анализа сходства на основе подструктурного подхода (максимальное изоморфное пересечение двух струк тур).

4. Решение задач упорядочения структур по индексам сложности.

5. Поиск в базе структуры наиболее сходной к заданной структуре.

6. Методы генерации случайных графов.

7. Обучающие игровые задачи: «ветка», «взрывник», «завтрак кролика», «проснувшийся вулкан», «раскраска карты», «ско рая помощь» и др.

Самостоятельная работа студентов состоит в подготовке к ла бораторным работам (1 час на одну работу) и выполнении типо вого расчетного задания.

Типовое расчетное задание включает два раздела: теоретиче ский и практический (10 часов). В теоретической части студент, работая в Интернете, готовит реферат с целью углубленного изучения одной из основных тем структурной информатики. На пример, примеры моделей и задач структурной информатики в программировании (химии, биологии, социологии, структурном распознавании образов, САПР регулярных топологий вычисли тельных сетей и сред и др.);

методы прорисовок деревьев (регу лярных структур, транзитивных структур и др.).

Программа профильного курса основ структурной ин форматики (2-3 семестр 90 (68+22) часов) Лекционная часть учебной программы включает 18 разделов (36 часов):

Прикладная и теоретическая направленность структурной информатики. Структурная информация и математические моде ли ее представления и визуализации. Граф-модели представле ния структурной информации. Модели для представления и по иска семантической информации.

1. Теоретические основы СС-анализа систем и семь основных классов проблем. Порождающие граф-модели, их классифи кация и применение для визуализации и анализа симметрии расположения фрагментов в структуре.

2. Базовые граф-модели, их стратификация и применение для численного анализа структурной информации. Точность представления структур на основе базовых граф-моделей и методы ее исследования.

3 Задачи различения структурной информации: изоморфизм и изоморфное вложение. Инварианты структур: методы по строения и исследования. Расширяемые базисы структурных дескрипторов как основа построения инвариантов. Методоло гия построения алгоритмов распознавания изоморфизма и изоморфного вложения структур с использованием инвариан тов. Примеры алгоритмов с полиномиальной вычислительной сложностью.

4. Симметрия структур. Группа инвариантных преобразований структур. Основные характеристики симметрии структур.

Методы прорисовки структур с учетом их симметрии. Мето ды визуализации и анимации базовых морфизмов над струк турами. Роль симметрии в сокращении перебора при решении комбинаторных задач анализа структур.

5. Концептуальные и математические модели структурной слож ности систем. Метод иерархического анализа сложности.

Теоретико-информационный подход Шеннона к анализу сложности. Задачи упорядочения структур по индексам слож ности. Самоорганизующиеся базы данных структурной ин формации.

6. Задачи различения расположения фрагментов в топологии структур. Основные подходы к решению задач: алгебраиче ский;

структурно-топологический;

на основе порождающих граф-моделей. Основы структурно-топологического подхода к решению задач.

7. Задачи анализа сходства структур. Подструктурный подход к анализу сходства. Граф сходства структур. Сходство в расши ряемых базисах структурных дескрипторов. Граница стабиль ности сходства. Максимальное изоморфное пересечение структур и метод монотонных расширений частичных реше ний для определения всех пересечений.

8. Задачи анализа сходства структур. Подструктурный подход к анализу сходства. Граф сходства структур. Сходство в расши ряемых базисах структурных дескрипторов. Граница стабиль ности сходства. Максимальное изоморфное пересечение структур и метод монотонных расширений частичных реше ний для определения всех пересечений.

9. Обобщенный подструктурный подход к анализу сходства на основе базовых граф-моделей.

10. Теоретические основы обобщенного СЕА-анализа (Cluster Expansion Ansatz) систем. Примеры применения в теоретиче ских и прикладных исследованиях. Примеры применения в химической структурной информатике.

11. Прорисовка диаграмм структур. Основные подходы к прори совке. Концепция прорисовки структур с учетом симметрии расположения фрагментов и их вкладов в общую сложность структуры. Методы визуализации при работе с базами струк турной информации.

12. Нетрадиционные методы решения задач с использованием прорисовок. Новые направления исследований. Проблемы создания интерактивных систем программирования для ре шения задач с визуализацией процесса решения по диаграмме графа. Анимация базовых морфизмов над структурами.

13. Задачи генерации, перечисления и конструктивного перечис ления структур с заданными свойствами. Методы решения.

Обзор результатов.

14. Компьютерная поддержка курса на основе АСНИ «Graph Model Workshop». Архитектура, функциональное наполнение, возможности хранения, поиска, анализа и синтеза структур ной информации. Автоматизация научных исследований структурной информации.

15. ППП «Полигон» для исследования корректности и эффек тивности работы программных реализаций базовых алгорит мов структурной информатики. Методы разработки и под ключения программных расширений к ППП.

16. Проблемы технологии хранения, поиска и сортировки струк турной информации. Методы поиска информации, наиболее сходной по смыслу к заданной.

17. Методы и языки визуального программирования. Редакторы структурной информации и решатели базовых задач струк турной информатики. ИПС структурной информации. Струк турное распознавание образов. Анализ семантической ин формации.

Предусмотрено выполнение 8-16 лабораторных работ (16- часа) с использованием АСНИ «GMW-3.0» и ППП «Полигон»:

АСНИ «GMW-3.0» и ее функциональные возможности.

1. Решение задач прорисовки диаграмм и анализа симметрии структур.

2. Решение задач анализа сходства на основе точной (изомор физм структур) или частичной (изоморфное вложение) иден тификации.

3. Решение задач анализа сходства на основе подструктурного подхода (максимальное изоморфное пересечение двух струк тур).

4. Решение задач упорядочения структур по индексам сложно сти.

5. Поиск в базе структуры наиболее сходной к заданной.

6. Методы генерации и конструктивного перечисления структур с заданными ограничениями.

7. Обучающие игровые задачи: «ветка», «взрывник», «завтрак кролика», «проснувшийся вулкан», «раскраска карты», «ско рая помощь» и др.

8. Методы построения порождающих граф-моделей систем и их применение для решения задач различения расположения фрагментов системы.

9. Методы построения базовых граф-моделей системы и их при менение для решения задач различения расположения фраг ментов в системе.

10 Решение задач анализа сходства структур на основе обобщен ного подструктурного подхода с использованием базовых граф-моделей.

11. Решение задач обобщенного СЕА-анализа для молекулярных структур.

12. Поиск в базе структуры наиболее сходной к заданной с ви зуализацией результатов поиска.

13. Решение задач анализа сходства структур в расширяемых базисах СД.

14. Методы интерактивного решения NP-полных проблем СС анализа с использованием диаграмм структур систем.

15. Определение экспериментальных оценок вычислительной сложности базовых задач (изоморфизм, вложение, пересече ние) СС-анализа систем.

Самостоятельная работа студентов состоит в подготовке к ла бораторным работам (1 час на одну работу) и выполнении типо вого расчетного задания.

Типовое расчетное задание включает два раздела: теоретиче ский и практический (18 часов). В теоретической части студент, работая в Интернете, готовит реферат с целью углубленного изучения одной из основных тем структурной информатики.

Практическая часть задания включает решение на ПЭВМ задач определения основных характеристик симметрии структур.

Предусмотрено выполнение курсовой работы (20 часов), в которой студент разрабатывает алгоритм решения задачи анали за свойств граф-модели и реализует его на одном из языков про граммирования (Fortran, Pascal, С). С помощью ППП «Полигон»

определяет экспериментальную оценку вычислительной сложно сти алгоритма решения задачи. Поддержка КР позволяет интег рировать программные разработки студентов в полигон как со ставную часть системы. Это позволяет студентам не отвлекаться на выполнение множества рутинных операций, облегчает и ус коряет отладку и оптимизацию программ, повышает качество обучения.

Компьютерная поддержка учебного процесса В МЭИ создана и используются с 2000 года АСНИ «GMW».

На ее основе выделены ПСУН «СТРИН» и «СТРИН+», ППП «Полигон», что позволило шире использовать новые информа ционные технологии в учебном процессе МЭИ:

A) по базовой дисциплине «Информатика и программирование»

(раздел «Основы структурной информатики»);

B) по специальным дисциплинам: дискретная математика;

тео рия графов и комбинаторика;

структурный анализ систем;

анализ и проектирование эффективных алгоритмов;

основы теории вычислительной сложности задач;

алгебра и аналити ческая геометрия [6-8].

Архитектура АСНИ представлены на рис. 3, вид главного ок на – на рис. 4.


Подсистема хранения Учебно-исследовательские Редактор структур сложной структурной компоненты информации Решатели базовых задач Подсистема СИ документирования и Научно текстовый процессор исследовательские Базы структур Подсистема демонстрации программы результатов решения Демонстрационные и Результаты обработки базовых задач СИ обучающие (игровые) структур учебно Подсистема визуализации и модули исследовательскими статического анализа компонентами Поддержка курсовых результатов обработки работ, ТР, лабораторных структур Текстово-графические практикумов документы Подсистема анализа вычислительной эффективности решаемых Модули импорта и экспорта Программы, разработанные задач данных в различные студентами (ПОЛИГОН) форматы Рисунок 3. Основные подсистемы АСНИ «Мастерская граф моделей»

Главными отличительными особенностями АСНИ являются:

A) интеграция редактора структурной информации с решателем базовых задач, «полигоном» для исследования эффективности алгоритмов и системой управления базами сложной струк турной информации;

B) возможность решения базовых задач структурной информа тики с визуализацией процесса решения и ведением базы ре зультатов;

C) визуализация и анимация базовых морфизмов над структура ми (автоморфизмов, изоморфизмов, вложений, пересечений и др.) (см. рис. 5);

D) возможность обработки результатов вычислений, построения графиков, визуализации упорядочений структур, сходства структур и сходства расположения фрагментов в топологии структуры;

E) наличие обучающих игровых компонентов;

F) наличие двухуровневого программного интерфейса (для до бавления новых функций и для подключения студенческих разработок).

Рисунок 4. Вид главного окна АСНИ «GMW-3.0»

АСНИ обеспечивает выполнение типовых расчетных заданий (ТРЗ), курсовых работ (КР) и лабораторных работ (ЛР). Выпол нение ТРЗ позволяет познакомить студентов с основными поня тиями структурной информатики на основе самостоятельного решения задач. Поддержка ТРЗ и КР включает: подготовку ис ходных данных и тестовых примеров в интерактивном или авто матическом режимах (с использованием программ генерации и конструктивного перечисления структур);

запуск КР из АСНИ с автоматическим преобразованием входных данных в форматы, доступные КР (такие как файлы матриц смежности и списки ин цидентности);

демонстрацию результатов работы КР (анимация базовых морфизмов над структурами, выделение фрагментов структур, визуализация процесса решения задачи и др.);

иссле дование вычислительной эффективности программной реализа ции КР (построение графиков зависимости времени вычислений от размеров структур, подбор степени аппроксимирующего по линома);

упорядочение структур в базах по выходным результа там КР;

анализ сходства структур по выходным результатам КР с визуализацией кластеров сходных структур;

составление полных отчётов по КР с блок-схемами алгоритмов и графиками зависи мости вычислительной сложности задачи от размера структур.

Рисунок 5. Анимированное изображение изоморфизма структур Для работы АСНИ требуется компьютер с процессором клас са Pentium, ОС Windows 9x/Me/NT/2000/XP и 128 МБ оператив ной памяти. Важной частью АСНИ являются подготовленные базы различных семейств структур объектов и процессов. Ос новные параметры АСНИ приведены в табл. 2.

Таблица 2. Основные параметры АСНИ «GMW-3.0»

Объём дистрибутива 12 МБ Объём, занимаемый на жёстком диске От 8 до 30 МБ Объём баз основных семейств структур До 4,7 ГБ (1 DVD) Объём исходного кода ядра АСНИ 2,5 МБ Объём исходного кода учебно-исследовательских компо 1248 КБ нентов Объем документации к программным расширениям 207 стр.

Обучение основам структурной информатики с использова нием ПСУН и АСНИ позволяет студентам приобрести знания по методам решения задач анализа и синтеза структур и навыки решения задач различения, упорядочения, анализа сложности и сходства структур. Кроме того, студенты осваивают работу со структурной информацией;

развивают конструктивное мышле ние;

учатся разрабатывать алгоритмы решения задач, связанных с компьютерным дизайном структур;

знакомятся с принципами создания, хранения, поиска, сортировки и исследования струк турной информации с использованием АСНИ «GMW».

ППП «Полигон», ПСУН «СТРИН» и «СТРИН+» успешно оп робованы при обучении студентов МЭИ на факультетах АВТ и ЭЭ (лабораторные работы, типовые расчеты, курсовые работы) с 2000 года (www.graphmodel.com).

Заключение Проблема создания, хранения, сортировки и поиска семантиче ской информации, представленной граф-моделями, актуализирует изучение нового раздела, в рамках дисциплины «Информатика», с названием «Основы структурной информатики». Данный раздел успешно изучается в МЭИ на двух факультетах. При преподава нии этого раздела широко используются новые информационные технологии (визуализация структур данных и структур действий, анимация базовых морфизмов над структурной информацией, представленной граф-моделями (изоморфизм, автоморфизмы, изоморфное вложение, изоморфное пересечение, изоморфное за мещение и др.), используемых в программировании.

Разработаны АСНИ «Мастерская граф-моделей» («Graph Model Workshop»), ПСУН «Структурная информатика»

(«СТРИН» и «СТРИН+») и ППП «Полигон», обеспечивающие компьютерную поддержку для двух уровней обучения студентов по дисциплине «Основы структурной информатики».

Обучение основам структурной информатики с использова нием ПСУН «СТРИН+» позволяет студентам приобрести знания по методам решения задач анализа и синтеза структур и навыки решения задач различения, упорядочения, анализа сложности и сходства структур. Кроме того, студенты осваивают работу со структурной информацией;

развивают конструктивное мышле ние;

учатся разрабатывать алгоритмы решения задач, связанных с компьютерным дизайном структур;

знакомятся с принципами создания, хранения, поиска, сортировки и исследования струк турной информации с использованием АСНИ «GMW-3.0».

Создана версия ПСУН «СТРИН», которая может быть ис пользована при обучении школьников основам структурной ин форматики с использованием методов решения игровых задач с целью развития их абстрактного, комбинаторно-логического мышления и приобретения навыков конструктивного мышления и поиска информации с учетом ее семантики.

Использование диаграмм графов и различных методов их прорисовок позволяет выделить новые приемы нетрадиционного (средствами редактора структурной информации) решения задач анализа структур систем. Например, распознавание изоморфизма пары структур на основе сравнения автоматических прорисовок их диаграмм, определение связности структур систем и числа их компонент связности, выделение гамильтоновых контуров, клик, перешейков, мостов и др.

Литература 1. B. Ganter, R. Wille. Formal Concept Analysis. Springer, 1996. – 284 p.

2. Кохов В.А. Концептуальные и математические модели слож ности графов. М.: Издательство МЭИ, 2002. – 160 с.

3. Кохов В.А. Метод количественного определения сходства графов на основе структурных спектров. Изв. АН СССР, сер.

Техническая кибернетика. N5, 1994. С.143-160.

4. Кохов В.А., Ткаченко С.В. Метод иерархического исследова ния сходства структур систем. // Науч. сессия МИФИ-2004: Т.3.

М:МИФИ, 2004. – с. 184-185.

5. Незнанов А.А., Кохов В.А. Сходство подсистем в топологии надсистемы. // Науч. сессия МИФИ-2004: Т.3. М: МИФИ, 2004. – с. 198-199.

6. Касьянов В.Н., Евстигнеев В.А. Графы в программировании:

обработка, визуализация и применение.- СПб.: БХВ-Петербург, 2003. – 1104 с.

7 Финн В.К. Правдоподобные рассуждения в интеллектуальных системах типа ДСМ. // Итоги науки и техники, сер. «Информати ка», Т.15, 1991, с. 54-101.

8. G. Di Battista, P. Eades, R. Tamassia and I.G. Tollis. Graph Draw ing: Algorithms for the Visualization of Graphs. Prentice-Hall, 1999.

– 397 р.

9. Кохов В.А., Ткаченко С.В. Редактор структур, автоматическая прорисовка диаграмм и методы анализа сложности графов. М.:

Издательство МЭИ, 2001. – 120 с.

10. D.G. Klein. Chemical Graph-Theoretical Cluster Expensions.

//Int. Journal Quantum Chem. -1986.- S20. – p.153-173.

11. Ершов А.П. Введение в теоретическое программирование.

М.: Наука, 1977. – 288 с.

12. Ткаченко С.В., Кохов В.А. Обобщенный подструктурный подход к анализу сходства систем. Тезисы докладов шестой ме ждународной НТК студентов и аспирантов, Т1, Москва, 2000. – С.243-244.

13. Ткаченко С.В., Кохов В.А. Средства формального концепту ального анализа для исследования сходства графовых моделей систем. Тезисы докл. IX международной НТК «Радиоэлектрони ка, электротехника и энергетика», Т1, М., МЭИ, 2003. – С.312 313.

14. Kokhov V.A. Methods, Algorithms and Programs for Analysis of Molecular Graph Similarity //The Fourth Japan-USSR Simposium on Computer Chemistry. October 28-30, 1991. Toyohashi University of Technology, Japan.-1991. – p.53-54.

15. Кохов В.А., Теплов И.А., Федотов А.А. Автоматизированная система научных исследований по химической структурной ин форматике. Тезисы докл. международной конф. «Информацион ные средства и технологии» (МФИ-95), Москва, 1995.-С.181-182.

16. Кохов В.А. Модели, методы и программные средства для ис следования сложности и сходства информационных систем. Те зисы докл. международной конф. «Информационные средства и технологии» (МФИ-95), Москва, 1995.-С.179-180.

17. Кохов В.А., Ткаченко С.В. ППП для решения базовых задач структурной информатики с визуальным редактированием и ав томатической прорисовкой структур систем. Тезисы докл. меж дународной НТК «Информационные средства и технологии»

(МФИ-98), Т3, Москва, 1998. – С.48-53.

18. Кохов В.А. Основы химической структурной информатики.

Тезисы докладов международной конференции «Информацион ные средства и технологии» международного форума информа тизации МФИ-97, Т3, Москва, 1997. – С.37-42.

19. Кохов В.А. Основы структурной информатики. Тезисы док ладов международной конференции «Информационные средства и технологии» международного форума информатизации МФИ 98, Т3, Москва, 1998.-С.42-47.

20. Кохов В.А. Структурная информатика: содержание и про блемы. Тезисы докладов международной конференции. МФИ 2001,Т3, Москва, СТАНКИН, 2001. – С.42-45.

21. Кохов В.А. Структурная информатика: методы различения расположения фрагментов графа. Тезисы докладов международ ной конференции «Информационные средства и технологии», МФИ-2002, Т2, Москва, МЭИ, 2002. – С.51-54.

22 Ткаченко С.В., Незнанов А.А., Кохов В.А. Компьютерная поддержка курса «Основы структурной информатики». Тезисы докладов международной конференции «Информационные сред ства и технологии», МФИ-2002, Т2, Москва, МЭИ, 2002. – С.55 58.

23. Киричек О.В., Кохов В.А. Методы прорисовки диаграмм графов с учетом симметрии и сложности фрагментов. Тезисы докладов IX международной НТК «Радиоэлектроника, электро техника и энергетика», Т1, М., МЭИ, 2003. – С.293-294.

24. Кохов В.А. Метод анализа структурной сложности и сходст ва систем в различных базисах фрагментов. Тезисы докл. меж дународной конф. «Информационные средства и технологии»

(МФИ-97), Т3, Москва, 1997. – С.43-48.

25. Незнанов А.А., Кохов В.А. Базовые алгоритмы структурной информатики: декомпозиция графов. Тезисы докладов 10 меж дународной НТК «Радиоэлектроника, электротехника и энерге тика»,Т1,М.,МЭИ, 2004. – С.326-327.

26. Нечепуренко М.И., Попков В.К., Кохов В.А. и др. Алгоритмы и программы решения задач на графах и сетях. Новосибирск:

Наука, 1990.– 515 с.

27. Кохов В.А. Решение задач анализа графов и их групп авто морфизмов с помощью ППП «GMW_2.0». М.: Издательство МЭИ, 2002. – 64 с.

Дистанционное образование в востоковедении В.Б. Иванов, доктор филологических наук, проф. Институт стран Азии и Африки при Московском государственном универ ситете (ИСАА при МГУ) Секция «Дистанционное образование»

С точки зрения цели преподавания в высшей школе все виды работ с компьютером можно условно поделить на две части:

1) информатика (работа с компьютером ради повышения эф фективности работы на компьютере) и 2) обучение другим дисциплинам с помощью компьютера.

В наше время востоковед, также как и любой другой специа лист, должен уметь управляться с такой аппаратурой как компь ютер, прилагающийся к нему принтер, модем и сканер. Он дол жен уметь отправлять и принимать электронную почту, работать в сети Интернет, набирать многоязычные документы в текстовом процессоре Word, вести базы данных в программе Access, со ставлять электронные таблицы в среде Excel. Специфически вос токоведным требованием при этом является умение работать с графикой (с различными системами письма), такой как арабица, деванагари, иероглифика, катакана, хирагана, амхарская, лаос ско-тайская, корейская графика, иврит и т.п. Презентации на востоковедных конференциях и общие лекции более эффективно проводятся с помощью пакета Power Point, в котором восточную графику можно сопровождать звучанием речи и музыки. Напри мер, качественные лекции по истории иранских языков должны включать пение Авесты, восходящего ко второму тысячелетию до нашей эры, с демонстрацией авестийского письма (III-IV вв.

н.э.) и транскрипции.

В этом смысле можно выделить ряд проблем. До сих пор многие востоковеды пользуются устаревшими операционными системами типа Windows 98, Windows Millennium, которые не полностью поддерживают Юникод (Unicode, www.unicode.org), т.е. систему кодирования всех языков мира (включая мёртвые, например финикийский). Многие из наших востоковедов, чтобы всё же получить возможность работы с восточной графикой, ус танавливают в ущербные операционные системы программные пакеты посторонних производителей типа Unitype, где коды букв для разных языков не различаются, а несхожи только шрифты.

Идя таким путём, они лишают себя многих преимуществ Юни кода, к которым относятся:

1. многоязычный обмен через электронную почту и Интернет без пересылки собственных шрифтов (рекомендуется формат UTF-812);

2. совместимость своих документов с произведениями своих коллег как внутри страны, так и за рубежом;

3. лёгкость редактирования языков со справа-налевными систе мами письма (арабского, персидского, урду, пашто, иврита, лаосско-тайского, старо-казахского и т.п.);

4. автоматическое определение языков и поддержка программ коррекции орфографии в неформатированном (Plain Text) тексте;

5. корректная многоязычная сортировка по алфавиту;

6. поддержка OTF-шрифтов (помимо обычных TTF-шрифтов) и слияния букв (лигатур) по системе Uniscribe, которая встрое на во все последние версии Windows;

7. поддержка имён файлов на восточных языках.

Последнее бывает необходимо как при обмене информацией через электронную почту со странами Азии и Африки (формат UTF-8), так и при обмене съёмными носителями (дискетами, компакт-дисками) с соответствующими фирмами на территории СНГ. С этой точки зрения можно рекомендовать к использова нию операционные системы типа Windows 2000, Windows XP, Longhorn. Не рекомендуются Windows NT, Windows 95, Windows 98, Windows Millennium и более ранние версии. Помимо про граммной продукции фирмы Microsoft имена файлов на восточ Формат UTF-8 предполагает переменную длину кодировки одного символа. Более частые символы (латиница, знаки пунктуации) кодиру ются одним байтом, кириллица - двумя, а иероглифы и японская азбука - четырьмя байтами. Подробности на сайте www.unicode.org.

ных языках поддерживаются такими файловыми менеджерами как Total Commander версии 6.0 и выше.

Производя алфавитную многоязычную сортировку (см. выше пункт 5) по умолчанию Windows ставит вперёд абзацы с латини цей, потом с греческими буквами, затем с кириллицей и потом уже с другими системами восточного письма (подробности алго ритма сортировки можно найти на сайте www.unicode.org). В России принят другой порядок сортировки (например, для спи ска цитированной литературы): кириллица, латиница, прочие системы письма.

Среди офисных программ, поддерживающих восточное пись мо, можно рекомендовать Office 2003, Office XP (на крайний случай Office 2000, в котором есть недоработки в плане пред ставления абзацев со смешанными системами письма). Помимо более привлекательного внешнего вида они отличаются рядом новых функций (например, функцией экранного чтения доку ментов, печати в виде картинки и т.п.). Кроме того, Office отличается следующими усовершенствованиями:

а) более полными шрифтами;

в них добавлены, например, символы языков пушту (для Афганистана) и урду (для Пакиста на), которых не было в предыдущих версиях;

б) раскладками клавиатур, в которых учтены национальные стандарты (например, для персидского языка в Иране).

Теперь о второй группе дисциплин, прежде всего востоковед ных, которые преподаются с помощью компьютерных и других информационных технологий. Широко известны интерактивные учебные курсы, выставляемые в Интернет и распространяемые на компакт-дисках по японскому, китайскому, арабскому, пер сидскому, хинди, ивриту. В Институте стран Азии и Африки при МГУ на кафедре Африканистики создано мультимедийное учеб ное пособие по языку хауса. На кафедре западноевропейских языков в том же Институте практикуется рассылка контрольных работ по электронной почте и приём выполненных работ препо давателями для проверки. Известны также очень дорогие аудио визуальные интерактивные учебные пособия с гипертекстовыми подсказками и грамматическими справочниками, которые были подготовлены американскими фирмами в России по языкам да ри, персидскому, пашто, иракский диалект арабского, русский как иностранный (в создании которых принимали участие пре подаватели МГУ).

Эти технологии можно было бы причислить к видам дистан ционного обучения, но есть одно большое «но»: всё это уступает живому общению преподавателей со и студентами. Кроме того, попадаются студенты, которые психологически не приемлют электронные пособия (а в остальном – это нормальные способ ные люди).

Привлекательность живого общения с преподавателем иллю стрируется известным курьёзным случаем. Однажды преподава тель вместо себя в классе из 10 человек оставил магнитофон, чтобы студенты прослушали лекцию в записи. На следующий раз он увидел вместо студентов 10 маленьких магнитофончиков.

В этой ситуации проявляется важность дистанционного обу чения через спутниковые и интернет-технологии. Поясним этот вопрос подробнее на примере курсов, которые часто приходится читать преподавателям ИСАА за пределами города Москвы. Ко гда их приглашают в города СНГ вести занятия по персидскому, арабскому, китайскому, японскому и т.д. языках или читать тео ретические дисциплины на одну-две недели, у тамошних студен тов устраивается спецрасписание. Все остальные занятия откла дываются. И студентам, и преподавателю работать в таких условиях чрезвычайно утомительно: один и тот же предмет, в одной и той же группе читается по несколько часов в день. Затем в середине семестра принимается зачёт. Аналогичные трудности у нас встречаются и в разных российских университетах.

Особенно сильно от отсутствия хорошо подготовленных пре подавателей страдают молодые университеты. Чтобы вырастить специалиста высокого класса, в молодых университетах должно пройти два-три поколения. Таких преподавателей с удовольстви ем приглашают для чтения лекций самые различные университе ты, причём одновременно. Выполнить такие пожелания невоз можно. Кроме того, у многих молодых университетов по каждому восточному языку не более одного преподавателя, в то время как для того, чтобы выпускник мог нормально работать в языковой среде, его должны обучать не менее двух-трёх препо давателей плюс носитель языка.



Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.