29. Системный подход в научных исследованиях.

В основе теории моделирования лежит системный подход. Системный подход заключается в том, что исследователь пытается изучать поведение системы в целом, а не концентрировать свое внимание на отдельных ее частях. Такой подход основывается на признании того, что если даже каждый элемент или подсистема имеет оптимальные конструктивные или функциональные характеристики, то результирующее поведение системы в целом может оказаться лишь субоптимальным вследствие взаимодействия между ее отдельными частями.

Возрастающая сложность организационных систем и потребность преодолеть эту сложность привели к тому, что системный подход становится все более и более необходимым методом исследования.

Определенная совокупность элементов рассматриваемой системы может представляться как ее подсистема. Считается, что к подсистемам относят некоторые самостоятельно функционирующие части системы. Поэтому для упрощения процедуры исследования первоначально необходимо грамотно выделить подсистемы сложной системы, то есть – определить ее структуру. Структура системы – это устойчивая во времени совокупность взаимосвязей между ее компонентами (подсистемами). И при системном подходе важным этапом является определение структуры изучаемой, описываемой системы.

Система – целое, составленное из частей. Система – множество элементов находящихся в отношениях и связях друг с другом и образующих определенное целостность и единство.

Объекты не входящие в систему, но изменение, которых влияет на систему, образуют окружающую среду. Понятие система является условным.

Выделение системы осуществляется по пространственному или внешнему признаку.

Элемент –некоторый объект, обладающий рядом свойств, внутреннее содержание которого не рассматривается, если не ставится такая цель.

Структура– устойчивая упорядоченность в пространстве и во времени элементов и связей не зависящие от состояния системы или режима функционирования. Виды структур: а) По виду связей (послед-е параллельные с обратными связями). б) По степени централизации (сетевая, скелетная, централизованая). в) По временному признаку. в1)Экстенсивная – увеличение элементов при постоянных связях. в2) Интенсивная- увеличение связи при постоянных элементах. в3)Стабильная.

Г) По виду иерархии (кольцевая, древовидная, веерная, ромбовидная)

4)Эмерджентность – наличие свойств присущих системе в целом и не имеющихся у отдельных элементов. Свойства системы зависят от свойств элементов но полностью ими не определяются. Система не является простой совокупностью элементов.

Основные принципы системного подхода.

1. Принцип конечной цели (абсолютный приоритет глобальной цели). Если цель нельзя сформулировать то она заменяется основной функцией.

2. Принцип единства – совместное рассмотрение системы как целого как совокупности элементов.

3. Принцип связанности – все части и элементы связаны.

4. Принцип модульного постоянства – в системе целесообразно выделить модули как наборы элементов.

5. Принцип иерархии – означает введение иерархических частей и их ранжирование.

6. Принцип функционации – означает совместное рассмотрение структуры и функции системы с приоритетом функции над системой. Нельзя изменить набор функций не меняя структуры.

7. Принцип развития – учет изменения системы ее способности к развитию замене частей накоплению информации. Аппаратное развитие программного обеспечения, а также увеличение количества функций.

8. Принцип децентрализации – сочетание в принимаемых решениях централизации и децентрализации управления. Централизация – все решения в объекте принимает один центр.

9. Принцип неопределенности учет неопределенностей случайностей в системе.

30. Специфика использования компьютерного моделирования в педагогических программных средствах.

Стремительные вхождения информационных и коммуникационных технологий на все сферы жизнедеятельности человека, также способствовала совершенствовать и модернизировать традиционную методическую систему обучения.

Как известно, что наиболее приоритетным направлением применения информационных и коммуникационных технологии в системе образования является использования возможностей информационных и коммуникационных технологии как средства для обучения.

Многолетние опыты и исследовании по использованию информационных и коммуникационных технологии в обучении, постепенно стали систематизироваться и в последние годы появились следующие результаты: в теории и в практике обучения появились понятии информационная технология обучения, классификация информационных технологии обучения и многое другое.

Одним из наиболее интересных и требующих особого внимания, среди категории информационных технологии обучения являются инструментальные программные средства познавательного характера.

В педагогической науке для развития познавательных или когнитивных качеств личности, обучаемым предлагаются различные задании эвристического характера, в которых требуются решить реальную проблему, изучить взаимосвязи и закономерности тех или иных явлении, найти принципы построения различных структур и т.п. . Следовательно, использование современных инструментально-программных средств познавательного характера при решении таких задач, еще больше способствуют развитию познавательно- исследовательских качеств личности.

Преимущество инструментальных программных средств познавательного характера заключается в том, что они как средства обучения могут предоставлять возможности обучаемым:

• построить схему решения (или компьютерную модель) конкретной задачи;

• демонстрировать свои знания и возможности;

• экспериментировать данными.

Например, одним из наиболее распространенных инструментальных программных средств познавательного характера является система символьной математики MATLAB.

Система MATLAB,выполняет всякие вычисления с действительными и комплексными массивами чисел, преобразует чисел в разные форматы, а так же решает многие задачи из курса алгебры и анализа. Графические возможности системы позволяют пользователям построить сложные графики, в том числе и трехмерные графики. ПакетSimulinkблагодаря тесной интеграции с MATLAB, имеет непосредственный доступ к широкому диапазону средств проектирования и анализа. Традиционный подход к проектированию систем обычно заключается в создании прототипа, за которым следует всестороннее тестирование и внесение соответствующих изменений. Этот подход требует больших временных и финансовых затрат, поэтому самой эффективной и общепринятой альтернативой является имитационное моделирование. Simulink - мощный инструмент для имитационного моделирования, обеспечивающий быстрое построение и тестирование виртуальных прототипов и дающий доступ к любому уровню детализации проекта.

Опыт преподавания MATLAB и других инструментально- программных средств познавательного характера в разных специальностях показывает, что такие программные средства в определенной мере способствуют формированию у студентов, таких навыков научно- исследовательской работы, как определение конкретной проблемы, постановка задачи, построение математической модели и ее реализация на компьютере , экспериментировать, вносить корректировку и т.п. при изучении конкретного процесса.