- •Общие понятия о моделях и моделировании
- •Моделирование движения вязкой жидкости
- •Виды моделей
- •Математическое моделирование задач термоупругости
- •1.2 Построение задачи термоупругости
- •Основные этапы моделирования
- •1 Этап. Постановка задачи
- •2 Этап. Разработка модели
- •3 Этап. Компьютерный эксперимент
- •4 Этап. Анализ результатов моделирования
- •Математическое моделирование задач со свободной границей
- •Классификация видов моделирования
- •Математическое моделирование краевых задач методом конечных разностей
- •Математическое моделирование сингулярных задач
- •Моделирование теплопереноса
- •1 Этап. Постановка задачи
- •2 Этап. Разработка модели
- •3 Этап. Компьютерный эксперимент
- •4 Этап. Анализ результатов моделирования
- •Планирование эксперимента. Полный факторный эксперимент
- •Общая схема вычислительного эксперимента
- •Математическое моделирование нелинейных задач
- •1. Физическая интерпретация задачи
- •2. Математическая постановка задачи
- •Численное решение задачи
- •Моделирование краевых задач в механике деформирования твердого тела 32-38 046-049
- •Виды граничных условий и их численная реализация мкр
- •Виды граничных условий и их численная реализация мко
- •Виды граничных условий и их численная реализация мкэ
- •Эффективные численные методы решения разреженных систем алгебраических уравнений стр 53
- •Современные информационные системы в образовании
- •Математическое моделирование уравнения теплопроводности с использованием мко 15-17
- •Уравнения Коши для задач теории упругости
- •Построение алгоритма решения задачи гидродинамики в переменных вихрь-функция тока
- •Уравнение сохранения энергии при решении задач гидродинамики
- •Уравнения Бельтрами – Митчелла 48-51
- •Метод конечных элементов при решении задач теории упругости
- •5.4. Уравнения метода конечных элементов: теория упругости
- •5.4.1. Осевое нагружение элемента конструкции
- •5.4.2 Общий случай
- •Уравнения сплошности (Сен-Венана)45-48
- •Уравнения Ламэ 34-41
- •Безразмерный анализ краевой задачи
Современные информационные системы в образовании
В информационном обществе встает проблема обучения, и непрерывное образование становится составной частью жизни каждого человека. В этих условиях информатизация означает изменение всей образовательной системы с ее ориентацией на новую информационную культуру. Освоение новой информационной культуры может в значительной степени реализовываться за счет внедрения в учебный процесс, управление образованием и в повседневную жизнь перспективных информационных технологий.
Прежде всего следует обратить особое внимание на проблему обеспечения сферы образования теорией и методикой как разработки,
так и эффективного применения новых средств информационных
технологий. Теория информационных технологий должна определить модели базовых информационных процессов, связанных с получением,
сбором, передачей, обработкой, хранением, накоплением и представлением информации. Особое место занимают модели
формализации и представления знаний.
Весьма актуальным представляется выделение базовых информационных технологий, к которым уже в настоящее время можно отнести технологии распределенного хранения и обработки, офисные технологии, мультимедиа технологии, геоинформационные технологии, технологии защиты информации, CASE-технологии, телекоммуникационные технологии. На основе базовых разрабатываются прикладные информационные технологии по областям применения, позволяющие получать конкретные продукты соответствующего
назначения в виде средств, систем, сред.
В рамках указанных технологий в образовании уже в настоящее
время получили широкое применение:
1) компьютерные программы и обучающие системы, представляющие
собой электронные учебники, учебные пособия, тренажеры,
лабораторные практикумы, системы тестирования знаний и
квалификации, выполненные на различных типах машинных носителей;
2) системы на базе мультимедиа-технологии, построенные
с применением видеотехники, накопителей на CD-ROM и реализуемые
на ПЭВМ;
3) интеллектуальные обучающие экспертные системы, которые
специализируются по конкретным областям применения и имеют
практическое значение как в процессе обучения, так и в учебных
исследованиях;
4) информационные среды на основе баз данных и знаний, позволяющие осуществить как прямой, так и удаленный доступ к информационным ресурсам;
5) телекоммуникационные системы, реализующие электронную
почту, телеконференции и т. д. и позволяющие осуществить выход в мировые коммуникационные сети;
6) электронные настольные типографии, позволяющие в индивидуальном
режиме с высокой скоростью осуществить производство
учебных пособий и документов на различных носителях;
7) электронные библиотеки как распределенного, так и централизованного
характера, позволяющие по-новому реализовать доступ
учащихся к мировым информационным ресурсам;
8) геоинформационные системы, которые базируются на технологии объединения компьютерной картографии и систем управления базами данных. В итоге удается создать многослойные электронные карты, опорный слой которых описывает базовые явления или ситуации, а каждый последующий — задает один из аспектов, процессов или явлений;
9) системы защиты информации различной ориентации- (от несанкционированного доступа при хранении информации, от искажений при передаче информации, от подслушивания и т. д.).
Перспективы применения информационных технологий. Методически новые информационные технологии в образовании должны быть проработаны с ориентацией на конкретное применение. Часть технологий может поддерживать учебный процесс (лекционные и практические занятия), другие технологии способны эффективно поддержать разработку новых учебников и учебных пособий. Информационные технологии помогут также эффективно организовать проведение экспериментально-исследовательских работ как в школе, так и в ВУЗе. Особую значимость информационные технологии приобретают при самостоятельной работе учащихся на домашнем компьютере с использованием современных методов моделирования.
Какие же новые возможности открываются при внедрении современных информационных технологий в образование? На основе мультимедиа технологии появляется возможность создавать учебники, учебные пособия и другие методические материалы на машинном носителе, которые могут быть разделены на некоторые
группы:
1. Учебники, представляющие собой текстовое изложение материала
с большим количеством иллюстраций, которые могут быть
установлены на сервире и переданы через сеть на домашний
компьютер. При ограниченном количестве материала такой учебник
может быть реализован в прямом доступе пользователя к серверу.
2. Учебники с высокой динамикой иллюстративного материала,
выполненные на CD-ROM. Наряду с основным материалом они
содержат средства интерактивного доступа, средства анимации и
мультипликации, а также видеоизображения, в динамике демон
стрирующие принципы и способы реализации отдельных процессов и явлений. Такие учебники могут иметь не только образовательное, но и художественное назначение. Огромный объем памяти носителя информации позволяет реализовывать на одном оптическом диске энциклопедию, справочник, путеводитель и т. д.
3. Современные компьютерные обучающие системы для проведения учебно-исследовательских работ. Они реализовывают моделирование как процессов, так и явлений, т. е. создают новую учебную компьютерную среду, в которой обучаемый является активным, и может сам вести учебный процесс.
4. Системы виртуальной реальности, в которых учащийся становится участником компьютерной модели, отображающей окружающий мир. Для грамотного использования мультимедиа продуктов этого типа крайне важно изучение их психологических особенностей и негативных воздействий на обучаемого.
5. Системы дистанционного обучения. В сложных социально-
экономических условиях дистанционное образование становится
особенно актуальным для отдаленных регионов, для людей с малой подвижностью, а также при самообразовании и самостоятельной работе учащихся. Эффективная реализация дистанционного обучения возможна лишь при целенаправленной программе создания высококачественных мультимедиа продуктов учебного назначения по фундаментальным, естественнонаучным, общепрофессиональным и специальным дисциплинам.
К сожалению, это требует значительных фининсовых средств
в пока не окупается на коммерческой основе, необходимы существенные бюджетные ассигнования в эту область. Реализация такой программы позволит по-новому организовать учебных процесс, увеличив нагрузку на самостоятельную работу обучаемого.
