Добірка наукової літератури з теми "Комп’ютерний рисунок"

На кафедрі «Інженерна та комп’ютерна графіка» Донбаської національної академії будівництва і архітектури студенти спеціальності «Будівництво» активно використовують можливості комп’ютера при вивченні і виконанні графічних робіт. Початкові етапи використання комп’ютера як креслярського інструмента базуються на використанні «Панели рисования» в системі Microsoft Word. Можливості панелі споріднені з ручним виконанням креслень, дають можливість першого знайомства з формуванням комп’ютерних зображень, дозволяють спостерігати побудову більш складних інструментів графічних комп’ютерних систем. Для цього на кафедрі виконано методичні розробки – чотири уроки опанування можливостей текстового редактора Microsoft Word для виконання рисунків, текстів, таблиць. Перший урок розраховано для студентів, що можуть включити і виключити комп’ютер. Освоєння матеріалів другого і третього уроків дозволяють вільно виконувати пояснювальні записки зі схемами і рисунками до курсових і дипломних робіт. Четвертий урок призначається для професіонального використання «Панели рисования» вдизайні листів пояснювальних записок.Особливе місце в академії і на кафедрі приділяється комп’ютеру як інформаційному каналу одержання студентами знань. Лекції з нарисної геометрії, які читаються в аудиторіях, можна одержати як в електронному так і в друкованому варіанті. Причому такі електронні варіанти лекцій включають історичні довідки, приклади, рисунки, які доповнюють аудиторні варіанти.Для більш глибокого дослідження та наукового обґрунтування до тематичного плану держбюджетних науково-дослідних робіт академії в межах другої половини робочого дня викладачів кафедри включено на 2006-2010 рр. науково-дослідну роботу К-2-09-06: «Створення курсу та розробка предметної моделі спеціаліста з дисципліни «Нарисна і обчислювальна геометрія, Інженерна та комп’ютерна графіка» на основі інженерії знань».Для забезпечення можливостей дистанційної підготовки спеціалістів будівельного профілю академія провела значну підготовчу дослідницько-практичну роботу, залучаючи для роботи, на платній основі, свої кафедри. Протягом двох років нами підготовлено російськомовний повний дистанційний курс нарисної геометрії, що включає:теоретичний курс з самотестуванням, для самостійного визначення студентом свого рівня освоєння;практичні заняття для одержання навиків розв’язання задач з самотестуванням, для самостійного визначення студентом свого рівня освоєння;робочий зошит для засвоєння навиків розв’язання задач з самотестуванням, для самостійного визначення студентом свого рівня освоєння;тести по курсу для проведення самоекзамену і екзамену і офіційного визначення рівня освоєння навчального курсу «Нарисна геометрія».Кафедра працює над створенням відповідного українськомовного варіанта комп’ютерного дистанційного курсу «Нарисна геометрія».Автори мають багаторічний досвід викладання дисципліни «Комп’ютерна графіка» зі студентами старших курсів з використанням графічних систем AutoCAD і КОМПАС. Була проведена значна методична робота по забезпеченню навчального процесу [1–4].Ведуться інтенсивні пошуки можливостей створення дистанційного курсу «Креслення» Проводяться дослідження, створення і апробація варіантів розділів курсу. Основна проблема – організація дистанційного одержання студентами навичок практичного виконання креслень.

Комп’ютери дають нові можливості представляти дані, розраховані за допомогою математичних моделей. Простий статичний рисунок не може відображати всі деталі 3D-моделі та еволюції складного фізичного процесу, що може значно обмежити поширення наукових результатів та корисність електронної статті. У цій роботі розглядається представлення даних для читачів мультимедійними веб-компонентами, що замінюють статичні рисунки в електронній статті. Область перегляду складається з вбудованих компонентів популярних Інтернет-браузерів, відповідає представленим функціональним та технічним вимогам, включаючи підтримку безкоштовних медіа-форматів. Показується та пояснюється його структура інтерфейсу користувача, подібна до відеокомпонента. Вміст, який відтворюється областю перегляду, організований за моментальними знімками, які містять масиви чисел та інших даних. Ці знімки використовуються для оновлення віртуальної 3D-сцени. Сцена складається з камери, джерел світла, статичних та генерованих моделей, включаючи кольорові чотирикутники та стрілки для поля швидкості. Як результат, представлена ​​ілюстрація демонструє реалізовану область перегляду із прорисованим станом металургійного процесу в конкретний момент часу. Порівняно з існуючими роботами розглядається надання аудіо-коментарів для області перегляду в електронній статті, що розширює коло його потенційних читачів. Запропонований компонент може відтворювати еволюцію 3D полів, інтуїтивно керуючи відтворенням, включаючи розташування віртуальної камери. Якщо порівняти запропонований компонент області перегляду із вбудованим аудіо-відео компонентом HTML5, можна побачити додатковий селектор швидкості відтворення та кольору фону. У вікні перегляду є елементи управління, які відповідають функціональним вимогам, і його можна стилізувати за допомогою CSS, наприклад, зробити фон прозорим. Подальше дослідження планується для спрощення використання області огляду та вбудовування у наукові роботи. На підготовку тривимірних даних потрібно витратити менше часу, наприклад, дозволяючи авторам вибирати готові до використання моделі та параметри типових процесів. Запропонований підхід може бути продовжений для інших галузей та спеціальностей, не обмежуючись металургією.

Інтеграція України у єдину Європу потребує глибокої і всебічної модернізації освіти, де важлива роль має належати інформаційно-комунікаційним технологіям навчання. Однією зі складових частин у реалізації положень Болонської декларації щодо системи вищої освіти є тестовий метод оцінювання знань. Власне переважно саме ці чинники спонукають науковців до розробки та впровадження у навчальний процес комп’ютерних систем тестування. Основна перевага таких систем полягає у тому, що вони дають змогу здійснювати оперативне оцінювання усіх студентів за однаковими критеріями, що підвищує об’єктивність контролю знань порівняно з традиційними методами. До того ж значно скорочується час перевірки знань студентів, автоматизується процес обробки результатів тестування, зменшується навантаження викладача.Сучасні системи оперативного контролю знань мають бути простими та зручними у використанні, що передбачає швидку психологічну адаптацію до них фахівців у галузі комп’ютерних технологій, та мінімально вимогливими до комп’ютерних засобів. Одним із перспективних напрямків розвитку систем тестування є розробка та впровадження веб-орієнтованих програмних продуктів, що уможливлює їх використання в мережі Internet.Враховуючи зазначені фактори, для вирішення окреслених завдань було розроблено просту і надійну авторську комп’ютерну систему контролю знань.Система тестування має зручний та зрозумілий інтерфейс, що забезпечує її експлуатацію без потреби у додаткових специфічних навичках. Стандартні програмні оболонки, комп’ютерні апаратні засоби та інтерфейси, які не вимагають занадто великої швидкодії та великої кількості оперативної пам’яті, дозволяють досить широко використовувати систему в навчальному процесі з будь-якої навчальної дисципліни без особливих вимог до обладнання. Ця система є веб-орієнтованою, що дозволяє реалізовувати різні завдання контролю, зокрема, дистанційне самотестування через мережу Internet за допомогою будь-якого браузера.Дана система – це комплексний програмний продукт, у якому реалізовані функції: створення тестів, тестування і створення звітів за результатами тестування.В системі реалізована власна модель реєстрації користувачів за п’ятьма категоріями (адміністратор, координатор, технічний секретар, викладач або учитель, студент або учень) з розмежуванням доступу в середині системи за навчальними закладами, їх підрозділами (за наявності), групами або класами (за потреби). У функції реєстрації ключовим параметром є реєстраційний код, який генерується системою і є унікальним для будь-якої категорії користувачів будь-якого навчального закладу, групи чи класу. Завдяки цьому параметру спрощується та автоматизується процес реєстрації нового користувача (рис. 1). Повідомлення реєстраційного коду відбувається за схемою:адміністратор  координатору;координатор  викладачу, вчителю, технічному секретарю;викладач, вчитель  студенту, учню. Рис. 1. Реєстрація користувачів У системі передбачено два шляхи поповнення банку тестових завдань: безпосереднє по елементне введення завдань (рис. 2) та пакетне імпортування раніше підготовлених тестів за умови нескладного їх форматування за запропонованим нами шаблоном.Реалізовано можливість створення тестових завдань будь-якого з п’яти існуючих типів: з одним варіантом правильної відповіді, з кількома варіантами правильної відповіді, на відповідність, на впорядкування та відкрите завдання.Запитання та відповіді тестових завдань можуть складатися з будь-якої кількості формул, рисунків, таблиць та фрагментів тексту. Формули можна редагувати. Рисунки можна довільно позиціонувати у середині тестового завдання. Тестові завдання можуть містити будь-яку кількість відповідей чи відповідників. Рис. 2. Редактор тестових завдань Наповнення та редагування банку тестових завдань здійснюється координатором відповідного навчального закладу (підрозділу) або його помічником технічним секретарем.Не зважаючи на те, що банк тестів для різних навчальних закладів та їх викладачів є спільним, у системі передбачено збереження авторських прав, а вразі потреби, обмеження доступу до означеної низки тестових завдань.Функцію формування тестів покладено на викладачів та учителів а за потреби глобального контролю на координаторів.Формування тестів можливе з переліку доступних завдань банку тестів або авторських тестів (рис. 3). Для пошуку в банку тестів необхідних тестових завдань у системі передбачена низка фільтрів за дисципліною, розділом та темою завдання.Сформований тест може містити потрібну кількість тестових завдань, або значно більшу їх кількість для реалізації випадкового вибору потрібної множини завдань.У системі передбачено два способи подання тестових завдань користувачеві: послідовний (за порядком слідування у сформованому тесті) та випадковий (порядок слідування генерується випадковим чином системою).Завершальним етапом формування тесту є надання прав доступу для користувачів. На цьому етапі визначаються часові межі доступу до тесту, кількість результативних спроб та обирається сценарій тестування (рис. 4). Рис. 3. Перегляд та вибір тестових завдань Рис. 4. Редагування параметрів тесту Для користувачів категорії студент або учень у системі відображається перелік доступних саме для їхньої групи чи класу тестів. Серед цього переліку можуть бути як навчальні тести, які є загально доступними, так і контрольні тести, для їх проходження слід ввести код доступу, який повідомляє викладач чи учитель.Будь-який згенерований системою тест має часові обмеження на виконання, тому виконавець постійно інформується про залишок часу до завершення тестування (рис. 5). У разі закінчення часу тестування, система автоматично передає тест на перевірку та миттєво повідомляє користувача про отриману оцінку.У системі передбачено надання можливості студентові або учневі переглядати та аналізувати результати перевірки тесту із зазначенням правильних відповідей.Враховуючи вище розглянуті особливості системи, можна констатувати, що розроблена комп’ютерна система оперативного контролю знань надає змогу викладачам ефективно здійснювати рейтингову перевірку знань студентів, а студентам – самостійно контролювати свої знання використовуючи, Internet або intranet-мережу. Рис. 5. Фрагмент тесту, що був згенерований користувачеві

Актуальність статті зумовлена, з одного боку, необхідністю організації освітнього процесу в закладі професійної (професійно-технічної) освіти (далі – П(ПТ)О) на рівні, здатному задовольнити вимоги Державного стандарту професійно-технічної освіти для підготовки (підвищення кваліфікацій) робітників з професії «живописець» (випускник закладу П(ПТ)О за кваліфікацією «живописець 4-го розряду» серед іншого повинен знати технологію виконання підлакового живопису), а з іншого, – важливістю використання в освітньому процесі комп’ютерних програм і технічних засобів навчання (далі – ТЗН) для підвищення ефективності формування у здобувачів освіти умінь і навичок роботи за технікою «підлаковий живопис». Мета: розробити алгоритм підготовки та проведення уроку з ознайомлення майбутніх кваліфікованих робітників-живописців з технологією виконання підлакового живопису. Методи: ілюстрування та демонстрації для наочного відображення процесу виконання підлакового живопису з метою підвищення уваги, збільшення зацікавленості, покращення запам’ятовування й засвоювання здобувачами освіти навчального матеріалу. Результати: розроблено алгоритм підготовки та проведення уроку з підлакового живопису, що має три послідовні етапи: оформлення дерев’яної тарілки в техніці «Крапковий розпис»; за допомогою комп’ютерних програм Windows Movie Maker, KMPlayer, MS Office PowerPoint, MS Office Word здійснення монтажу відео, його дефрагментація на окремі зображення, підготовка презентації та плану уроку; безпосереднє проведення уроку. Висновки: за умови попередньої зміни підетапів та їх змістового наповнення розроблений алгоритм ефективний для проведення уроків з живопису на інші теми та може використовуватися при опануванні таких дисциплін як «Технологія виконання художніх робіт», «Основи композиції», «Рисунок».

Математична статистика – розділ математики, в якому на основі дослідних даних вивчаються ймовірнісні закономірності масових явищ. Обробки даних, що здійснюється методами математичної статистики, потребують всі галузі досліджень: медицина, біологія, соціологія, математика, фізика, педагогіка тощо. До найважливіших розділів математичної статистики відносять:статистичні ряди розподілу;оцінка параметрів розподілу;закони розподілу вибіркових характеристик;перевірка статистичних гіпотез;дисперсійний, кореляційно-регресійний, коваріаційний аналіз;факторний та кластерний аналіз тощо.Тут розглядається лише один з перелічених розділів математичної статистики – оцінка параметрів розподілу, до яких відносяться такі параметри як математичне сподівання випадкової величини, її дисперсія, середньоквадратичне відхилення, асиметрія, ексцес та гістограма.Статистичні розрахунки без допомоги ЕОМ є складними й потребують використання багатьох таблиць функцій та квантилів стандартних розподілів. Це не сприяє тому, щоб відчути елемент новизни в матеріалі, який вивчається, змінити задовільно умови задач тощо. Використання ж спеціалізованих математичних пакетів під час навчання вимагає досить високого рівня підготовки з математичної статистики.Більшість з існуючих математичних пакетів надають можливість користувачам оперувати з випадковими величинами, в тому числі й пакети, що набули широкої популярності: Excel, Maple, Matlab.Статистика в цих пакетах має свою розвинену систему команд для обслуговування прикладних задач. Команди для статистичних робіт призначені тим категоріям користувачів, котрі потребують середовища, яке дозволяє легко переходити від однієї математичної спеціалізації до іншої, не витрачаючи зайвого часу на трансформацію даних й опанування різноманітних програмних засобів у вигляді набору команд для аналізу даних з обчисленням різноманітних середніх та квантилів, графічного зображення даних у вигляді гістограм та графіків, а також для обробки даних [1].Метою цієї статті є порівняння результатів статистичних обчисленьта побудови гістограми, що здійснено за допомогою згаданих пакетів.Проілюструємо це, здійснивши обробку вибірки, обсяг якої складає 80 значень (табл. 1), за допомогою пакетів Excel, Maple, Matlab. Результати обробки вибірки, наведеної в табл. 1, подано в табл. 2.Таблиця 1Вибірка 13,3913,4613,2613,5913,5413,4213,5313,513,5213,3613,5713,3113,4213,5313,3313,3613,3713,4513,5713,3713,3913,3413,3313,2613,3813,5513,4313,4413,3113,3213,5813,313,6213,3413,6413,5613,5313,2913,513,3413,3713,4413,6613,513,413,2813,4313,413,5113,2413,4413,3313,3313,5813,4313,413,2313,4813,4913,2613,313,3413,5313,2513,5413,513,4213,2813,4513,413,5513,4713,413,5413,4813,2813,3213,3613,3813,31 Таблиця 2Результати обробки вибірки ВручнуExcelMapleMatlabСереднє13,4213,4213.4213.42Дисперсія вибірки0,011362030,01136200,0113620,0114Стандартне відхилення0.106592800,10659280,1065930,1066Асиметричність0,1942020,20170280,1966600,1979Ексцес2,0440198–0,8841312,0698932,0961 Як випливає з результатів обчислень, всі пакети подають однакові результати для математичного сподівання (середнього), дисперсії та середньоквадратичного відхилення.Щодо коефіцієнтів асиметрії та ексцесу, то жоден результат не збігається.Аналіз результатів обчислень показав, що збіг між цими обчисленнями відсутній через різне визначення коефіцієнтів асиметрії та ексцесу в наведених пакетах.Теоретично коефіцієнт асиметрії, який характеризує несиметричність графіка функції розподілу і визначається як , де m3 – центральний емпіричний момент третього порядку, що визначається як;n – обсяг вибірки;xi – елемент вибірки;– вибіркове середнє, яке визначається як;σ – підправлене середнє квадратичне або стандартне відхилення випадкової величини, яке визначається як.В пакеті Excel коефіцієнт асиметрії обчислюється за виразом.В системі комп’ютерної математики Maple коефіцієнт асиметрії обчислюється за виразом .В системі комп’ютерної математики Matlab коефіцієнт асиметрії збігається з теоретичним.Теоретично коефіцієнт ексцесу, який характеризує сплющеність кривої розподілу та протяжність спадів, і визначається як , де m4 – центральний емпіричний момент четвертого порядку, який визначається як ; –3 враховує той факт, що коефіцієнт ексцесу для нормального закону розподілу випадкових величин дорівнює 3.Коефіцієнт ексцесу в пакеті Excel обчислюється за виразом.В системі комп’ютерної математики Maple коефіцієнт ексцесу обчислюється за виразом .В системі комп’ютерної математики Matlab коефіцієнт ексцесу обчислюється як теоретичний без урахування поправки на нормальний закон розподілу .Для візуалізації відмінностей обчислення коефіцієнтів асиметрії та ексцесу їх наведено на рис. 1. а бРис. 1. Відмінності обчислення коефіцієнтіва – коефіцієнт асиметрії; б – коефіцієнт ексцесу Результати побудови гістограми для цієї вибірки наведено на рис. 2.З цього рисунку видно, що гістограми, які побудовані вручну та за допомогою систем комп’ютерної математики Maple та Matlab, є однаковими, а побудована за допомогою пакету Excel, має багато відмінностей.Щоб з’ясувати причини такої розбіжності, проаналізуємо межі інтервалів на які поділено варіаційний ряд, що утворено з вибірки.Результати обчислення меж інтервалів, що виконано за допомогою пакету Excel, наведено в таблиці 3.Таблиця 3Межі інтервалів за пакетом Excel BinFrequency13,23113,28375813,33751213,391251413,4451413,49875713,55251513,606256More3 Результати обчислення меж інтервалів, що здійснено за допомогою інших пакетів, наведено в таблиці 4. а) б) в) г)Рис. 2. Гістограми: а – вручну; б – Excel; в – Maple; г –Matlab Таблиця 4Межі інтервалів за іншими обчисленнями BinFrequency13.23 .. 13.27778613.27778 .. 13.325561113.32556 .. 13.373331413.37333 .. 13.421111213.42111 .. 13.46889913.46889 .. 13.51667913.51667 .. 13.564441113.56444 .. 13.61222513.61222 .. 13.663 З порівняння даних з таблиць 3 та 4 випливає, що в пакеті Excel межі інтервалів обчислюються з похибками, а це призводить до неправильного визначення кількості елементів, які потрапляють в ці інтервали.Отже, для того, щоб правильно побудувати гістограму за допомогою пакету Excel, попередньо необхідно обчислити межі інтервалів.Таким чином, під час обчислення статистичних характеристик за допомогою комп’ютерних пакетів необхідно або здійснити попереднє порівняння результатів обчислень, що не завжди зручно, або з’ясувати за якими формулами відбуваються обчислення необхідних параметрів і вжити відповідних заходів для усунення можливих розбіжностей.

Где лгут и себе и друг другу,и память не служит уму,история ходит по кругуиз крови – по грязи – во тьму.И. Губерман Людину з царини тварин виділила не праця, не розвиток мови і не інші дуже важливі, але все ж другорядні чинники. Головним чинником переможної еволюції людини є накопичення, зберігання і негенетичний спосіб передачі знань про себе і навколишнє середовище. Саме для цього необхідно було розвивати мову, об’єм черепу і прямоходіння, щоб використовувати накопичені знання, тобто працювати. Щоб зрозуміти, як інформаційні технології впливають на суспільний уклад, розглянемо три епохальні винаходи. Десь близько півтори тисяч років до нашої ери почали з’являтись фонетичні алфавіти, які значно спрощували складні писемні технології з використанням ієрогліфів. Все настільки спрощувалось, що засвоїти писемність отримала змогу навіть дитина. Наступний епохальний винахід відбувся приблизно п’ятисотого року вже нашої ери. Це був винахід позиційних систем числення. Наприклад, до цього часу в Європі панувала непозиційна римська система числення, для якої алгоритми арифметичних дій були дуже складні з великою кількістю виключень з правил, тому для того, щоб вміти виконувати арифметичні розрахунки, необхідно було закінчувати університет. І, нарешті, ще через півтори висячи років винайшли персональний комп’ютер. Звичайно обчислювальні пристрої існували і раніше, але з’явились кавоварки, які розмовляють, в’язальні машини і кухонні комбайни, які необхідно програмувати і таке інше. Тепер пересічний громадянин, хоче він того чи ні, повинен засвоювати новий для нього алгоритмічний спосіб мислення так само, як щойно описані винаходи не тільки надавали нові можливості, але й вимагали засвоєння нових вмінь читати, писати і рахувати. Вже давно неписьменна людина є не тільки не бажаною, але й несе в собі певну загрозу суспільству. На жаль, досі не всі зрозуміли, що персональні комп’ютери – це не чергова «друкарська машинка», що це значно серйозніше.Зовнішнє незалежне оцінювання (ЗНО) виникло під гаслами боротьби з корупцією. Корупція в черговий раз перемогла, але ЗНО все ж таки дало корисні результати. Вперше ми отримали більш-менш об’єктивну оцінку стану освіти. Не дивлячись на шалені спроби, не вдалося повністю приховати реальні результати. По-перше, зсув оцінки на 100 балів може справити враження лише на тих, хто геть не розуміє, що таке обчислення. Наприклад, якщо успішність 50%, то додавання 100 балів може перетворити ці бали на 150 і, враховуючи, що тепер максимальна сума балів дорівнює 200, ми отримаємо загальну оцінку 150/200=75%. Кому потрібні подібні числові кульбіти? По-друге, навіщо потрібно натягувати реально виміряний розподіл результатів на геть недоречний в цьому випадку нормальний розподіл. Зрозуміло, що нормальний розподіл виникає, коли середнє значення зумовлене однією причиною, а відхилення від нього випадкові й незалежні. Коли студент шукає відповідь на завдання, він використовує декілька механізмів: просто вгадування, банальну ерудицію (побутовий досвід), знання і навіть помилково сформовані поняття (на жаль, буває і таке). Можливі й композиції наведених механізмів пошуку відповідей. Наприклад, за допомогою власного досвіду відсікається частина запропонованих відповідей і тим самим збільшується ймовірність, а далі йде просте вгадування.Існують два типи тестів, які мають відношення до освіти. Це тести для визначення здібностей і тести на визначення досягнень у навчанні. Перші цікаві більше для наукової діяльності, а використання їх для практичної діяльності, м’яко кажучи, дискусійне. Але тести на досягнення в навчанні мають суто практичне значення. Однак ці типи тестів сильно відрізняються один від одного. По-перше, діапазоном вимірювання. Наприклад, як вказати межі геніальності? А діапазон вимірювання тестів на досягнення завжди обмежений об’ємом навчальної програми. По-друге, на форму закону розподілу результатів вимірювання здібностей повинен впливати лише об’єктивний стан речей, а на форму закону розподілу тестів на досягнення може впливати і завжди впливає технологія (методика) навчання, яка не є об’єктивною причиною. До речі, форма закону розподілу результатів тестування на здібності не зобов’язана бути симетричною, як то прийнято в багатьох досить поширених теоріях тестування. Так, наприклад, якщо можна допустити, що кількість народжуваних із задатками геніїв приблизно однаково з кількістю народжуваних з задатками суперйолопів, то при вимірюванні у зрілому віці цей баланс, напевно, не зберігається. Дійсно, не всі діти з задатками геніальності зможуть розвинути їх в повній мірі. На те є дуже багато причин, при цьому відсоток тих, кому вдалося досягти максимального результату, буде складати значно менше, ніж 50. Те ж саме можна сказати про тих, хто зумів вибратись із дуже неприємних задатків і стати нормальною людиною. Таким чином, врешті решт суперйолопів буде значно більше, ніж геніїв.Оцінка в навчанні грає роль оберненого зв’язку і тому ні в якому разі не можна її спотворювати різними заохочувальними й іншими виховними змістами. Необхідно повернутися до попередньої практики, коли використовувались дві окремі оцінки: оцінка за навчання і оцінка за старанність. На жаль, п’ятибальна система оцінки була спочатку спотворена, а потім взагалі відкинута. Оцінка «задовільно» означала, що учень відтворив 100% навчального матеріалу. Оцінка «добре» відповідала осмисленому використанню знань для практичних завдань. І, нарешті, оцінка «відмінно» виставлялась у разі використання знань у нестандартних (в тих, які не згадувались у процесі навчання) випадках. Оцінка «незадовільно» виставлялась у всіх інших випадках, окрім тих, коли учень не міг або був не здатним, або не хотів навчатись. Для такої ситуації використовували оцінку «дуже погано» з обов’язковим повторним навчанням. Сучасна дванадцятибальна шкільна і, певною мірою, семибальна система вищих навчальних закладів відповідають лише градації сірого, тобто інтервалу від «незадовільно» до «задовільно» п’ятибальної системи. Слід згадати ще одну ваду сучасної системи оцінювання. Це плутанина коду оцінки з кількісною характеристикою. Мова йде про так звану середню оцінку або показник якості навчання. Якщо ми закодуємо числом «1» яблуню, числом «2» – вишню і числом «3» сливу і якщо далі з’ясується, що половина дерев у саду це яблуні, а половина – сливи, ми ж не будемо стверджувати, що у нас гарний вишневий садок? І ще гірше, якщо ми станемо оцінювати якість художнього твору за середнім кодом літер, які використані для його написання.Однією з головних вад комп’ютерного тестування є практична неможливість використати в тесті завдання, що вимагають неформальної перевірки експертом-людиною. Щодо неможливості корегувати завдання під час опитування, то це скоріше є перевагою комп’ютерного тестування, ніж його недоліком. До переваг комп’ютерного тестування слід віднести формальність, тобто незалежність від людського фактору проведення і оцінювання.Зупинимося на труднощах складання завдань для тестування. Перша перепона при розробці завдання – це визначення складності завдання. Добре відомо, що використання часу, необхідного для виконання завдання, не може бути критерієм його складності. Однак і популярний спосіб визначення складності за допомогою пробного тестування теж не витримує критики. Дійсно, якщо студента ретельно тренували бачити повний диференціал, то для нього знаходження деяких інтегралів буде дуже легким завданням, у випадку ж якщо студенту лише повідомляли про повний диференціал, але не тренували його розпізнавати, подібне завдання буде значно складнішим. Можна продовжувати подібні приклади, але і так зрозуміло, що технологія навчання радикальним способом впливає на складність виконання тестових завдань. Оскільки результати тестування мають бути незалежними від методики навчання, то зрозуміло, що використання пробного тестування для оцінки складності завдань не слід використовувати. Комп’ютерний тест – це інструмент для вимірювання. Як і будь-який прилад, він має певний діапазон, у якому він працює достеменно. Це означає, що частину балів студент може набрати, не володіючи знаннями, а просто вгадуючи відповідь. Щоб корегувати оцінку тестування, слід визначити кількість балів, яку студент може набрати, просто вгадуючи, відняти її від отриманої оцінки завдання і при визначенні підсумкової оцінки за тест провести нормування того, що залишилось, на максимальний бал тесту. При складанні завдань належить всіляко зменшувати ймовірність вгадувань. Наприклад, якщо відповідь подається у вигляді числа, то не бажано формулювати завдання у вигляді запитання з переліком можливих варіантів відповіді, а пропонувати студенту ввести число з клавіатури. Бажано відходити від практики використання завдань тільки з однією вірною відповіддю. Студент повинен сам вирішувати, скільки запропонованих відповідей він повинен вибрати: одну, дві, декілька, всі або навіть жодної. При такому підході перевіряються не тільки знання, а й впевненість у них.Рівень освіти знижується. В цьому легко переконатися, запропонувавши студентам завдання, наприклад, з посібників 30-літьої давнини для підготовки абітурієнтів. З багатьох причин необхідно створювати загальний для країни банк тестових завдань. Щоб завдання не старіли, їх треба робити багатоваріантними, тобто варіантів завдання повинно бути так багато, що запам’ятовувати без розуміння кожний з них окремо було б недоцільно. До того ж кожний варіант повинен вирішувати одну й ту саму дидактичну задачу, тобто повинен перевіряти знання конкретного теоретичного положення навчальної програми. Такий банк можна було б використовувати як для підготовки, так і для безпосередньо тестування. При наявності такого банку тестових завдань стане можливим реальне порівняння результатів тестування за різні роки, тоді як зміна завдань кожного року несе велику загрозу зменшення рівня складності. Звісно, таку базу необхідно доповнювати і розширювати на предмет все більшого і якісного охоплення навчального матеріалу. Однак слід дуже ретельно пильнувати і не дозволяти спрощення вимог до складності завдань. Необхідно уніфікувати підсумковий контроль у процесі навчання, і комп’ютерне тестування для цього на часі.Треба щиро сказати, що занепад освіти зумовлений суб’єктивним фактором, а саме недолугим і недалекоглядним керівництвом. Підтвердимо цей висновок наступними тезисами.Перша системна помилка полягає в тому, що замовник, виконавець і приймальник ‑ це одна й та ж установа, а саме МОНмолодьспорту. Якщо виконавця відокремити від замовника, то можна було б конкретніше з’ясувати, яку якість навчання можна вимагати вид виконавця і за яке фінансування. Це дуже непросте з’ясування, бо з одного боку ‑ грошей завжди не вистачає, а з другого ‑ розвиток суспільства напряму залежить від якості освіти.Друга системна вада управління освітою зумовлена недосконалістю теоретичної педагогіки. Наприклад, розглянемо теорію tabula rasa щодо освіти. Офіціальна педагогіка дуже ретельно критикує першу тезу цієї теорії, стверджуючи що «чистих дошок» не існує, але геть не розглядає другу тезу, яка стверджує, що якщо на «дошці» є вільне місце, то там можна написати що завгодно. А чи це так? Ні в кого не виникає заперечень, що процес навчання ‑ це інформаційний процес. Якщо це так, то для інформаційного процесу необхідно мати три структурні одиниці: передавач, канал і приймач. При цьому передавачів і каналів може бути декілька, а приймач один – учень. Саме на ньому відображається результат навчання і саме він є ключовою структурною одиницею в навчанні. Запитайте студента: «Що важливіше: знання чи диплом?». Ви отримаєте цілком обґрунтовану відповідь: «Звичайно ‑ знання, маючи їх завжди можна скласти іспити і отримати диплом». Але ж чому, деякі студенти попри всяку гідність вимолюють неадекватно завищені оцінки? Справа в тому, що крім недосконалостей теорії, існує варварське невігластво керівної ланки. Наприклад, варварський вираз: «Ви не учню ставите негативну оцінку, ви її собі ставите!», або більш хитромудрий: «Якщо студента відраховано з третього курсу, то гроші, які витрачені на його навчання ‑ це нецільове використання коштів». Чому саме платять хабар за вступ до навчального закладу, якщо майбутній студент справжній телепень? Тоді ж треба буде платити за кожний залік, за кожний іспит і кожну контрольну або курсову роботу. А якщо зустрінеться викладач, який не бере хабарів? Дуже довгий і ризикований ланцюжок. Чи не простіше піти і одразу купити диплом? Відповідь на ці запитання проста. Управління освітою відбувається з використанням недолугих і до того ж суперечливих показників. Наприклад, показник успішності, так званий показник якості, геть технологічно необґрунтований показник відношення кількості викладачів до кількості студентів, штучне обмеження кількості стипендіатів, і таке інше. За кожним з цих показників стоїть певна проблема керівної установи. Наприклад, популістський закон підвищення розміру стипендії без підвищення стипендіального фонду. До чого призводить цей суперечливий клубок вимог до керівництва навчального закладу і врешті-решт до викладачів? Негативні оцінки стають винятковим явищем. Тоді, якщо студент веде себе тихо, ходить на заняття, але нічого не вчить, він має свою чергову задовільну оцінку і, «відмотавши» певний строк, отримує диплом. Якби ж можна було перенести хоча б трохи відповідальності за результат навчання на студента, як того вимагає інформаційний характер процесу навчання, і при цьому використати незалежне від людського фактора комп’ютерне тестування, то можливо було б подолати описане ганебне явище.Нарешті, третя системна біда – невтримна вакханалія оптимізації і новаторства. Справа в тому, що оптимізація може бути дуже шкідливою, коли система знаходиться у збудженому нестійкому стані [1] тим, що оптимізаційні дії посилюють нестійкий стан і приводять до катастрофи. Як це не дивно, але діяльність вчителів-«новаторів» може наносити більше шкоди, ніж користі. Інновації можуть бути дуже локально корисними і шкідливими у загальносистемному сенсі. Так, багато століть учнів не спонукали зазубрювати таблицю додавання на кшталт таблиці множення, а замість цього дуже старанно привчали до виконання алгоритму переходу через розряд. Така методика сприяла глибшому розумінню того, як працює позиційна система числення. В наш час все більше вчителів змушують школярів заучувати таблицю додавання, що дійсно прискорює навчання швидкому рахуванню, але повністю знищує розуміння будови позиційної системи числення. Наступний приклад стосується викладання мови. Тенденція полягає в тому, що збільшується навчальний час на написання творів за рахунок навчання робити перекази. В результаті такого підходу учні не вміють писати доповідні, вести лабораторні журнали і взагалі пояснювати щось письмово. Замість цього вони списують з книжок незрозумілий у їхньому віці опис глибинних страждань Лариси Косач.Розглянемо деякі проблеми оптимізації з використання діаграми потенціального рельєфу рівня навчання. На рис. 1 локально стійкі стани мають номери: 1, 3, 5 і 6. Зрозуміло, що освіта може бути ефективною лише в стійких станах. Для того, щоб поліпшити ситуацію, систему треба перевести зі стійкого стану 1 до стійкого стану 3. Будемо збуджувати систему у стані 1 доти, поки система стане здатна сама переходити від збудженого стану 1 до збудженого стану 3 і навпаки. Потім, коли система буде знаходитись у збудженому стані 3, різко увімкнемо гальма, тобто використаємо відповідні стандарти, щоб система «охолола» до стійкого стану 3.Гальма ‑ це незмінний на певний час рівень тестування набутих знань. Якщо потроху знижувати рівень тестів, скажімо для покращення деяких показників, то система сама собою опиниться знов у стані 1. Описаний революційний спосіб оптимізації системи самий простий, однак він не завжди доступний. Наприклад, для переходу від стану 3 достану 5 такий спосіб не підходить. Дійсно, якщо поступово збільшувати збудженість стану 3, ми не досягнемо потрібного рівня і ймовірніше за все опинимося в стані 1. Для того, щоб перевести систему зі стійкого стану 3 до стійкого стану 5, необхідно швидко, протягом однієї чверті періоду коливань системи, збудити систему до необхідного рівня і зробити реформу, тобто змінити «правила гри», і знову увімкнути гальма, але вже на іншому вищому рівні. На рисунку такий перехід позначений штриховою лінією. Тепер зрозуміло, чому так важливо мати дієвий інструмент стабілізації системи. Комп’ютерне тестування, взагалі кажучи, відповідає вимогам для такого інструмента.

Кисневі конвертори часто використовуються у виробництві сталі для видалення вуглецю з чавуну за допомогою продувки киснем та для розплавлення металобрухту. Шлак на поверхні розплаву всередині конвертора уповільнює газові бульбашки, що утворює велику кількість емульсії або піни. Іноді рівень піни може перевищувати ви-соту конверторної ванни. Щоб запобігти цьому, металургам потрібно прогнозувати подібні ситуації та відповідно зменшувати вдування газу в небезпечні періоди. Після багатьох років використання кисневих перетворювачів металурги отримали досвід і знають безпечні режими цього процесу. Однак ці режими можна вдосконалити за до-помогою математичного моделювання, яке користується популярністю в наші дні, оскільки воно має менші витрати, ніж реальні експерименти на заводі чи в лаборато-рії. Гідродинамічні процеси в конверторі складні, тому математична модель повинна уникати надмірного спрощення та враховувати важливі деталі про них. У попередній роботі представлена модель з детальним описом рівнянь (Нав'є-Стокса) та граничних умов. Чисельне рішення простіше отримати, ніж аналітичне для такої складної моде-лі. Для перевірки адекватності моделі використовуються такі припущення: загальна кількість газу повинна бути збережена у випадку закритого об'єму, а також поле ти-ску повинно збільшуватися відповідно до отриманої кількості газу; у разі переміщення вільної поверхні рівень піни повинен змінюватися відповідно до приходу газу і поверта-тися до початкового значення після того, як весь газ піде з рідини.Представлені малюнки ілюструють зміну рівня піни у випадку, коли газ надходить у розплав протягом перших 20 секунд з лінійним зниженням до нуля через 20 секунд. Об-числювальна область має 72x144 комірок. Ефективність обчислень знижується, коли рівень піни зростає, оскільки в розрахунку бере участь більше клітин. На інших рисун-ках показано газове поле (кольором) і поле швидкості (стрілками) для двох випадків: коли об’єм закритий і коли поверхня розплаву рухається. У закритому об’ємі зазначені вище припущення перевірено та подано графік залежності кількості газу. На основі цього зроблено висновок про якісну адекватність моделі. 2D-візуалізація здійснюється у комп’ютерної програми, розробленої на популярній мові.

Перспективність і ефективність дистанційного навчання багато в чому залежить від його проектування. Це досить складний і довготривалий процес, який потребує великої кількості матеріальних і людських ресурсів.Як основу для створення навчальних матеріалів для дистанційного курсу можна використовувати раніше розроблені дидактичні матеріали, які призначені для безпосередньої роботи в класі чи аудиторії. Це конспекти уроків, презентації, тести, тексти самостійних і контрольних робіт тощо. Але перед цим треба впевнитися, чи даний матеріал:узгоджений з поставленими навчальними цілями курсу;відповідає обраній темі навчання;написано на тому рівні, який необхідний для категорії слухачів курсу (чи не дуже він простий чи навпаки складний);містить приклади й рисунки, які відповідають тому, що ви бажаєте донести до слухачів;залучає учня в активну навчально-пізнавальну діяльність;має зручні супроводжуючі елементи.Електронні навчальні матеріали дистанційного курсу повинні виконувати роль «порадника» при самостійній роботі слухачів. Спираючись на дослідження Є. С. Полат [], В. П. Бокалова [], Ю. В. Триуса [] розглянемо принципи, які повинні бути покладені в основу створення подібних «порадників».Модульність. Весь навчальний матеріал розбивається на декілька, по можливості, автономних модулів. Кожен модуль ділиться, в свою чергу, на ще менші модулі – теми. Таке структурування матеріалу дозволяє розкласти його по поличкам і вивчати цей матеріал крок за кроком, концентруючи увагу кожен раз на окремій темі.Чітке визначення навчальних цілей. Часто дуже важко визначити в кожному модулі і в кожній темі реальну навчальну мету. Але донести цю мету до слухачів курсу можна, або вказавши, на що націлений даний модуль чи тема, або перерахувавши, що вони будуть знати і вміти, які навички здобудуть, працюючи з ними.Когнітивність. Зміст кожної навчальної одиниці повинен стимулювати пізнавальну активність учня, пробуджувати в нього інтерес до подальшого вивчення предмету. Для цього можна використовувати різні методи: постановка проблемних ситуацій, вказування на зв’язок з практичною діяльністю. Непотрібно пропонувати слухачам матеріал, який ніколи не буде використаний ними в подальшій навчальній роботі чи в практичній діяльності.Самодостатність. Цей принцип означає, що наданий навчальний матеріал повинен бути підготовлений таким чином, щоб дозволити слухачам виконати всі види навчальної роботи і досягти поставлених навчальних цілей без залучення додаткових інформаційних джерел.Орієнтація на самоосвіту. Якщо традиційна модель навчання будується за принципом «навколо викладача», то дистанційна модель, навпаки, реалізує принцип «навколо учня». Тому дуже важливо, щоб учні мали можливість проводити різні розрахунки, розв’язувати будь-які задачі, займатися практичними вправами. Велику роль в цьому відіграють додаткові мультимедійні навчальні засоби, які наряду з основними матеріалами дозволяють активно залучати учнів в процес навчання, вносити в нього різноманіття, вказувати на ключові аспекти теми, надавати практичні підходи до розв’язання актуальних проблем і реальних життєвих ситуацій, і, навіть вчити самостійно навчатися. Потрібно мати на увазі, що практичні дії являються ключовими елементами навчання, саме через них слухачі будуть спроможні повторювати потім те, чому вони навчились, розв’язувати конкретні практичні задачі, тобто використовувати вивчений матеріал в реальних умовах.Інтерактивність. Структура навчального матеріалу повинна сприяти інтерактивній діяльності слухачів курсу. По-перше, це організація «діалогу» учня з навчальним матеріалом, по-друге, це забезпечення можливості вести діалог по ходу вивчення матеріалу з викладачем, т’ютором і колегами по роботі чи навчанню.Способів побудови діалогових навчальних комп’ютерних програм існує доволі багато: підказка при відповіді учня на сформульоване питання; можливість змінення їм параметру процесу, зображеного на рисунку в тексті уроку, і наступного спостереження за зміною самого процесу або його характеристик і т.п.Необхідно, щоб при вивченні матеріалу в учня виникала необхідність отримати пораду, викласти свої думки, відправити на перевірку свою роботу, словом, обмінятися даною інформацією з зовнішнім оточенням. Спілкування з зовнішнім світом, присутність почуття самореалізації, наявність постійного опрацьованого зв’язку роблять навчальну роботу більш цікавою, осмисленою, формує почуття відповідальності за неї. Технічні ж можливості для подібного спілкування легко надаються за допомогою електронної пошти, Web-сервера, різних телеконференцій, причому вихід на будь-який вид електронного спілкування може бути організований прямо з навчального матеріалу, так же як і повернення в нього після спілкування.Оцінка прогресу в навчанні. Будь-якій людині властиво цікавитися, наскільки вона просунулася в справі, яку виконує. Це відноситься і до навчання. Учню важливо мати якісь індикатори свого успіху. Таким індикатором можуть стати його відповіді на запитання, завдання і тести для самоперевірки знань. Тому кожна навчальна одиниця повинна супроводжуватися контролюючими матеріалами. Результатом самоперевірки знань (тобто індикатором успіху, прогресу у навчанні) являються кількісні показники (оцінки, бали), що виставляються учневі після виконання будь-якого завдання.Не менш важливу роль відіграє зовнішній контроль знань учня, тобто оцінка його прогресу зі сторони викладача або т’ютора. Виконується такий контроль шляхом спеціального моніторингу, тестування, перегляду виконаних робіт, прийняття екзаменів і т.п.Наявність супроводжуючих елементів. Щоб робота з навчальними матеріалами не перетворювалась в постійне розгадування ребусів, а приносила задоволення і відчуття комфорту, необхідно супроводжувати цей матеріал додатковими елементами:інструкція по використанню електронних навчальних матеріалів («путівник» для учня);програма дисципліни (курсу);запропонована т’ютором (викладачем) послідовність вивчення матеріалу, навчальний графік здачі на перевірку завдань, оптимальні режими консультацій у спеціалістів, графіки т’юторіалів, телеконференцій і т.п.;відомості про необхідні попередні знання;навчальні цілі модуля (навчальної одиниці);короткий огляд вивченого матеріалу;висновки по вивченому матеріалу;запитання, завдання і тести для самоперевірки;контрольні завдання (різноманітної складності) для моніторингу прогресу навчання;різноманітні доповнення;глосарій (словник термінів);різноманітні вказівники.Дані принципи були використані для розробки навчальних матеріалів дистанційного курсу «Геометрія, 7 клас» []. Теоретичний матеріал курсу відповідає діючому підручнику з геометрії []. В основу розв’язування задач покладено ідею залучення учнів до самостійного активного оволодіння геометрією через виконання комп’ютерних експериментів у середовищі педагогічного програмного засобу GRAN-2D. Після інсталяції ППЗ GRAN-2D кожний рисунок курсу «Геометрія, 7 клас» можна «оживити», оскільки він оснащений гіперпосиланням на відповідний файл програми, який завантажується автоматично після клацання кнопкою миші, коли її вказівник розміщений над рисунком.Розглянемо, які супроводжуючі матеріали дозволяють налагодити навчальний процес та зворотній зв’язок між вчителем (т’ютором) і слухачами дистанційного курсу «Геометрія, 7 клас».Теоретичний матеріал. Вибір необхідного теоретичного матеріалу для вивчення тієї чи іншої теми здійснює вчитель (користуючись календарним плануванням) і заносить його до плану вивчення курсу для учнів. При цьому чітко вказується час, який виділяється учневі на його опрацювання і дата перевірки його засвоєння (тестування, виконання завдань тощо). Перед цим також пропонуються питання для самоперевірки та тренувальні навчальні тести.Задачі практичного та дослідницького характеру супроводжуються різноманітними підказками і порадами. Завдяки їх виконанню в ППЗ GRAN-2D учень вчиться оригінально розв’язувати запропоновані задачі, розвиває навички творчої діяльності, вміння успішно конструювати й реалізовувати власні прийоми і методи в навчальній практиці.Презентації. За допомогою презентацій намагаємося продемонструвати прикладну спрямованість виучуваного матеріалу. Причому учням пропонується самостійно доповнювати їх слайди, а, отже, знайти ще одну свою власну причину для вивчення тієї чи іншої теми.Тести. Під час вивчення кожної теми, учням пропонується пройти навчальні та контролюючі тести. Результати тестування подаються за дванадцятибальною шкалою. Таким чином учень отримує відомості про ступінь успішності засвоєного ним навчального матеріалу. У разі невдалого проходження тесту, учень має право повернутися до початку теми, яку вивчив недостатньо добре і скласти тест повторно.Кросворди використовуємо для активізації пізнавальної діяльності учнів з перевіркою їх розв’язання. При відкритті кросворду учню пропонується інструкція щодо розгадування кросворду та відправлення його на дистанційний курс.Уроки розроблені відповідно до календарного планування вчителя, дужі зручні для використання учнями, які пропустили велику кількість уроків в школі. Тоді вчитель може рекомендувати пройти пропущені шкільні уроки в дистанційному курсі.Логічна послідовність сторінок уроку має розгалужений характер. Для її створення враховуються всі можливі варіанти проходження учнями уроку, залежно від їх рівня знань та здібностей. Тому послідовність сторінок, продумана вчителем, і сторінок, які переглянув кожен учень може дуже сильно відрізнятися, причому як для різних учнів, так і для одного учня в рамках різних турів його проходження. Все залежить від того, наскільки активно використовуються абсолютні і особливо спеціальні переходи. Один тур проходження уроку триває з моменту початку учнем уроку і до тих пір, поки не буде досягнутий кінець уроку (тобто до моменту відображення сторінки з результатами учня).Самостійні та контрольні роботи є ще одним інструментом для перевірки та корекції знань учнів. При цьому розроблені тренувальні та два варіанти для безпосереднього виконання на оцінку.Навчально-творчі проекти. Новизна роботи з проектом та регулювання складності поставлених завдань сприяє підвищенню інтересу до навчання геометрії, розкриває практичну значимість матеріалу, що вивчається. Розв’язування задач в різноманітних умовах і якщо показано неоднозначні шляхи розв’язування поставленої задачі надає можливість учню проявити оригінальність. Все це вносить у навчання елементи емоційного піднесення, надає роботі учня дослідницького характеру.Сторінки з історичними відомостями створені з метою ознайомлення з етапами розвитку геометрії як науки, для всебічного розвитку школярів, формування пізнавальної активності, а також реалізації міжпредметних зв’язків історії і математики.Предметний покажчик, який об’єднано зі словником, до якого учень може звернутися в той момент. Якщо учень хоче знайти означення деякого геометричного поняття і не знаходить його в словнику, то він може додати його до словника самостійно (знайшовши його означення в параграфі підручника чи в додатковій літературі).Форум та чат. При виникненні питань чи проблем під час роботи з матеріалами дистанційного курсу налагоджено чат та форум. Дату та час проведення чату узгоджуємо з учнями на форумі (у відповідній його темі), вказуючи причину його проведення. При цьому часто буває так, що інші учасники курсу, побачивши дану причину, можуть самі допомогти одне одному.О. М. Хара у своєму дослідженні стверджує, що неможливо просто перенести навчальний курс у дистанційне середовище, розраховуючи тільки на ефективність технічних засобів [, 37]. Тому особливу увагу необхідно приділяти налагодженню зворотного зв’язку між вчителем і учнями. В даному випадку вчитель має виступати у ролі наставника та здійснювати постійний контроль за виконанням поставлених завдань. При цьому ефективність роботи учня буде залежати їх характеру, тобто виконання завдання має забезпечувати активізацію його пізнавальної діяльності та творчої самостійності.Впровадження розробленого нами дистанційного курсу «Геометрія, 7 клас» в школах Кривого Рогу показало підвищення зацікавленості учнів до вивчення геометрії, розв’язування задач, самостійної діяльності з набуття нових знань з предмету. Потребує подальшого дослідження створення відеофрагментів уроків для дистанційного курсу «Геометрія, 7 клас» та налагодження зворотного зв’язку між слухачами курсу через SKYPE.

На сучасному етапі розвитку вищої освіти в Україні використання мультимедійних технологій у навчальному процесі здобуває особливу актуальність. Інформатизація та комп’ютеризація освіти дозволяє по-новому поглянути на організацію навчально-виховного процесу, необхідність вироблення єдиного стандарту до проведення занять та оволодіння методикою застосування інформаційних, телекомунікаційних, комп’ютерних та мультимедійних продуктів професорсько-викладацьким складом вищого навчального закладу. Особливо це стосується застосування мультимедіа під час проведення лекцій.Мета статті полягає у дослідженні психологічних особливостей побудови мультимедійної лекції при викладанні ІТ-дисциплін в технічному ВНЗ.Концептуальну основу моделі формування нового знання [1] складають розуміння, засвоєння й використання на практиці нової інформації. Пізнання навчального матеріалу починається зі створення яркого, емоційно забарвленого образу об’єкта, що пізнається. На цьому етапі у студентів формуються уявлення, відбувається розуміння інформації, узагальнюються вже отримані знання. На етапі засвоєння матеріалу відбувається його запам’ятовування завдяки багаторазовим повторенням інформації у різних контекстах. На етапі застосування отриманих нових знань відбувається їхнє використання у практичній діяльності, наприклад, при вирішенні творчих завдань (рис. 1).Мультимедійна лекція є однією з найефективніших форм проведення занять у вищому навчальному закладі. Вона є гіпертекстом, оскільки інформація структурується й узагальнюється лінійно, а знання інтегруються. Гіпертекстовість допомагає глибокому проникненню у зміст матеріалів, що пропонуються студентам, сприяє встановленню балансу в розумінні інформації.Означене подання лекційного матеріалу припускає демонстрацію навчального матеріалу на великому екрані у супроводі лектора. У такому випадку лекція містить: найменування розділів досліджуваної теми і основні тези; рухомий і нерухомий ілюстративний матеріал (у тому числі – екранні копії, схеми, динамічні комп’ютерні моделі тощо); звукові компоненти відеофрагментів та інші джерела звуку.Рис. 1. Етапи засвоєння нових знань Навчальні аудиторії мають бути обладнані сучасними програмними продуктами та апаратними засобами для організації освітнього процесу: проекторами, моторизованими екранами, камерами, ноутбуками, комп’ютерами, автоматизованими навчальними системами, системою відео нагляду та акустичним обладнанням (рис. 2). Цей комплекс здатний вирішувати завдання проведення мультимедійних лекцій, онлайн-занять, семінарів, поточного тестування.Слайдова презентація вчить студентів структурувати й інтерпретувати інформацію, активізує їхні творчі здібності, дає можливість створювати мисленнєві завдання, формувати умови для альтернативних рішень та здійснювати інтерактивні зв’язки.Мультимедійна лекція побудована на дидактичному принципі наочності, завдяки якому уявлення й поняття формуються у студентів на основі чуттєвого сприймання предметів та явищ. Він передбачає опору не тільки на зір, але й на інші органи почуття [2]. Наочність не тільки сприяє більш успішному сприйняттю та запам’ятовуванню навчального матеріалу, але й дозволяє проникнути глибоко у сутність предметів та явищ, що пізнаються. Це відбувається завдяки роботі обох півкуль головного мозку. Ліва півкуля працює при засвоєнні логічно побудованої інформації, а також засвоєнні точних наук у цілому. Права півкуля, що відповідає за образно-емоційне сприйняття інформації, починає активно працювати саме при її візуалізації.Рис. 2. Схема мультимедійної аудиторії В психологічній літературі описано багато способів поєднання слова й наочності. За Л. В. Занковим, за допомогою слова викладач керує діяльністю студентів з об’єктами та явищами, а знання про них студенти отримають у процесі безпосереднього спостереження за цими явищами [3]. Завданням викладача є надання чітких формулювань навчальних завдань для студентів, а також підбір необхідних матеріалів, наочних засобів. Завдяки візуалізації навчальний матеріал засвоюється міцно й надовго.За допомогою мультимедійної лекції забезпечується зв’язок між науковою теорією й матеріальною дійсністю, коли уявлення студентів про предмети та явища дійсності узагальнюються, перебудовуються у поняття та абстрактні узагальнення. Студенти формулюють закони й правила, завдяки яким працюють ці явища.Технологія презентації мультимедійної лекції активізує творчі здібності студентів, розвиває конвергентне й дивергентне мислення, тому що під час лекції вони вводяться в активну пізнавальну діяльність.Мультимедійні ілюстративні матеріали, окрім підтримки вміння вчитись, дозволяють розглядати явища у складній багаторівневій сукупності. Завдяки цим ілюстраціям у мозку студента формуються численні двосторонні зв’язки, що охоплюють[4]:– стовбур мозку (координує всі процеси в мозку й тілі та відповідає, в тому числі, за швидкість сприйняття та обробку інформації);– первинні сенсорні поля кори (слухові, зорові, кінестетичні відчуття та рухи), що виконують обробку інформації, яка поступає із зовнішнього середовища ще до втручання свідомості;– асоціативні поля кори (обробляється та інтегрується інформація складного порядку, щоб надати сенс сприйнятому матеріалу).Ступінь засвоєння матеріалу залежить від багатьох факторів, але найбільш ефективним є використання у комплексі аудіовізуальних засобів, за допомогою який людський мозок краще засвоює інформацію.Аудіовізуальна, тобто мультимедійна, презентація полегшує розуміння матеріалу, що представляється, а також орієнтацію студентів у складній сукупності зв’язків між окремими його компонентами. Аудіовізуальність у мультимедійній лекції може бути представленою у різних формах: у голосовому супроводі викладача, у колористичній семіотиці (зелений – заспокоює, блакитний – викликає творчість, фантазію, червоний – концентрує увагу, створює необхідне для узагальнення напругу), у музиці, яка налаштовує на певний ритм роботи. В результаті навчальна інформація проходить природній шлях через візуальне, чуттєве, дігітальне сприйняття до її згортання в узагальнення, резюме. Таким чином, забезпечується інтерактивний спосіб засвоєння лекційного матеріалу, формується дискурсивне мислення, дискурсивна особистість студента, забезпечується зв’язне міркування, коли кожна наступна думка зумовлена попередньою у русі презентацій, демонструються дедуктивні й індуктивні умовисновки.До мультимедійної лекції висуваються декілька вимог, що має враховувати викладач. Серед них:– лекція має забезпечити систематизацію наявних знань студентів, а також засвоєння нової інформації;– лекція має ставити проблемні питання перед студентами й допомагати їх вирішувати;– демонструвати різні способи візуалізації.Викладач, готуючи мультимедійну лекцію, має враховувати рівень підготовленості студентів, професійну спрямованість, особливості конкретної теми [2].При розробці мультимедійної лекції викладач має продумати порядок, логіку слайдів, їхню послідовність, пріоритетність матеріалу. Вона може бути повністю автоматизованою та супроводжуватись заздалегідь записаним текстом з боку лектора. Така форма лекції не дає можливості втручатись лекторові у її хід, тому зв’язок між студентами й викладачем буде порушено.Лектор зберігає час, необхідний для записів на дошці, диктовку нових термінів, роботи з додатковою апаратурою, як при стандартній лекції.Використовуючи одночасно зорові й слухові аналізатори студентів під час лекційного заняття, викладач суттєво впливає на процес засвоєння знань студентами, на їхні відчуття, сприйняття. Сигнали, що поступають у головний мозок через органи почуття, включаються у судження та умовисновки. Це, у свою чергу, сприяє успішному протіканню процесу пізнання, осмислення й закріплення інформації.До мультимедійної лекції висуваються особливі технічні вимоги. Так, тривалість показу одного слайда не повинна перевищувати 2-3 хвилин, а відеоролика – 5-6 хвилин. Необхідно враховувати можливості емоційного впливу на студентів. Багато кольорів будуть заважати сприйманню інформації. Рисунки, схеми, фотографії повинні мати максимальний розмір та рівномірно заповнювати екран. Звуковий супровід лекції не повинен відволікати студентів від навчального завдання. Шрифт повинен бути таким, щоб із самої крайньої точки аудиторії було видно текст. Як правило, більшість лекторів обирають кегль не менш ніж 20. Треба використовувати однаковий шрифт при поданні текстового матеріалу.Під час мультимедійної лекції необхідно залучати у навчальний процес студентів. Лектор для розвитку пізнавального інтересу студентів може використовувати спеціальні методичні прийоми: відключити звук та попросити студентів пояснити інформацію; попросити студентів знайти відповідь на певне питання, встановити логічні зв’язки між предметами та явищами навколишньої дійсності.Розвиток мисленнєвої діяльності має характер полісуб’єктності, тобто залучення студентів у процес отримання знань [5]. Згідно з цим принципом навчання інформація на слайді має подаватись поступово, з обов’язковою попередньою участю у обговоренні з боку студентів.Згідно з І. В. Вачковим, формування понять, а також нових знань відбувається за наступними етапами: сприйняття об’єкту, його осмислення, запам’ятовування властивостей та відносин, активне відтворення, перетворення. Це активна діяльність студентів, що керується викладачем. При цьому можна спостерігати декілька рівнів засвоєння навчальної інформації, навчального пізнання [1; 5]. Окремо можна виділити репродуктивний і продуктивний види навчальної діяльності студентів та розглянути їхню структуру, беручи до уваги самостійність виконання навчальних завдань. Якщо на репродуктивному рівні засвоєння нових знань студенти повторюють інформацію за викладачем, відтворюють її за взірцем, то на продуктивному рівні вони самостійно шукають нову інформацію, роблять умовисновки, знаходять нестандартні рішення завдань.Ґрунтуючись на викладеному, можна сказати, що при підготовці та проведенні мультимедійної лекції з ІТ-дисциплін необхідно оптимальним способом поєднати аудіовізуальне представлення матеріалу з психологічними особливостями сприйняття нових даних студентами різних психотипів з метою подальшого застосування отриманих в результаті навчання знань.

Наукові дослідження стають ефективними тоді, коли природу подій чи явищ можна розглядати з єдиних позицій, виробити універсальний підхід до них, сформувати загальні закономірності. Більшість сучасних фундаментальних наукових проблем і високих технологій тісно пов’язані з явищами, які лежать на границях різних рівнів організації. Природничі та деякі з гуманітарних наук (економіка, соціологія, психологія) розробили концепції і методи для кожного із ієрархічних рівнів, але не володіють універсальними підходами для опису того, що відбувається між цими рівнями ієрархії. Неспівпадання ієрархічних рівнів різних наук – одна із головних перешкод для розвитку дійсної міждисциплінарності (синтезу різних наук) і побудови цілісної картини світу. Виникає проблема формування нового світогляду і нової мови.Теорія складних систем – це одна із вдалих спроб побудови такого синтезу на основі універсальних підходів і нової методології [1]. В російськомовній літературі частіше зустрічається термін “синергетика”, який, на наш погляд, означує більш вузьку теорію самоорганізації в системах різної природи [2].Мета роботи – привернути увагу до нових можливостей, що виникають при розв’язанні деяких задач, виходячи з уявлень нової науки.На жаль, теорія складності не має до сих пір чіткого математичного визначення і може бути охарактеризована рисами тих систем і типів динаміки, котрі являються предметом її вивчення. Серед них головними є:– Нестабільність: складні системи прагнуть мати багато можливих мод поведінки, між якими вони блукають в результаті малих змін параметрів, що управляють динамікою.– Неприводимість: складні системи виступають як єдине ціле і не можуть бути вивчені шляхом розбиття їх на частини, що розглядаються ізольовано. Тобто поведінка системи зумовлюється взаємодією складових, але редукція системи до її складових спотворює більшість аспектів, які притаманні системній індивідуальності.– Адаптивність: складні системи часто включають множину агентів, котрі приймають рішення і діють, виходячи із часткової інформації про систему в цілому і її оточення. Більш того, ці агенти можуть змінювати правила своєї поведінки на основі такої часткової інформації. Іншими словами, складні системи мають здібності черпати скриті закономірності із неповної інформації, навчатися на цих закономірностях і змінювати свою поведінку на основі нової поступаючої інформації.– Емерджентність (від існуючого до виникаючого): складні системи продукують неочікувану поведінку; фактично вони продукують патерни і властивості, котрі неможливо передбачити на основі знань властивостей їх складових, якщо розглядати їх ізольовано.Ці та деякі менш важливі характерні риси дозволяють відділити просте від складного, притаманного найбільш фундаментальним процесам, які мають місце як в природничих, так і в гуманітарних науках і створюють тим самим істинний базис міждисциплінарності. За останні 30–40 років в теорії складності було розроблено нові наукові методи, які дозволяють універсально описати складну динаміку, будь то в явищах турбулентності, або в поведінці електорату напередодні виборів.Оскільки більшість складних явищ і процесів в таких галузях як екологія, соціологія, економіка, політологія та ін. не існують в реальному світі, то лише поява сучасних ЕОМ і створення комп’ютерних моделей цих явищ дозволило вперше в історії науки проводити експерименти в цих галузях так, як це завжди робилось в природничих науках. Але комп’ютерне моделювання спричинило розвиток і нових теоретичних підходів: фрактальної геометрії і р-адичної математики, теорії хаосу і самоорганізованої критичності, нейроінформатики і квантових алгоритмів тощо. Теорія складності дозволяє переносити в нові галузі дослідження ідеї і підходи, які стали успішними в інших наукових дисциплінах, і більш рельєфно виявляти ті проблеми, з якими інші науки не стикалися. Узагальнюючому погляду з позицій теорії складності властиві більша евристична цінність при аналізі таких нетрадиційних явищ, як глобалізація, “економіка, що заснована на знаннях” (knowledge-based economy), національні і світові фінансові кризи, економічні катастрофи і ряд інших.Однією з інтригуючих проблем теорії є дослідження властивостей комплексних мережеподібних високотехнологічних і інтелектуально важливих систем [3]. Окрім суто наукових і технологічних причин підвищеної уваги до них є і суто прагматична. Справа в тому, що такі системи мають системоутворюючу компоненту, тобто їх структура і динаміка активно впливають на ті процеси, які ними контролюються. В [4] наводиться приклад, коли відмова двох силових ліній системи електромережі в штаті Орегон (США) 10 серпня 1996 року через каскад стимульованих відмов призвели до виходу із ладу електромережі в 11 американських штатах і 2 канадських провінціях і залишили без струму 7 млн. споживачів протягом 16 годин. Вірус Love Bug worm, яких атакував Інтернет 4 травня 2000 року і до сих пір блукає по мережі, приніс збитків на мільярди доларів.До таких систем відносяться Інтернет, як складна мережа роутерів і комп’ютерів, об’єднаних фізичними та радіозв’язками, WWW, як віртуальна мережа Web-сторінок, об’єднаних гіперпосиланнями (рис. 1). Розповсюдження епідемій, чуток та ідей в соціальних мережах, вірусів – в комп’ютерних, живі клітини, мережі супермаркетів, актори Голівуду – ось далеко не повний перелік мережеподібних структур. Більш того, останнє десятиліття розвитку економіки знань привело до зміни парадигми структурного, функціонального і стратегічного позиціонування сучасних підприємств. Вертикально інтегровані корпорації повсюдно витісняються розподіленими мережними структурами (так званими бізнес-мережами) [5]. Багато хто з них замість прямого виробництва сьогодні займаються системною інтеграцією. Тому дослідження структури та динаміки мережеподібних систем дозволить оптимізувати бізнес-процеси та створити умови для їх ефективного розвитку і захисту.Для побудови і дослідження моделей складних мережеподібних систем введені нові поняття і означення. Коротко опишемо тільки головні з них. Хай вузол i має ki кінців (зв’язків) і може приєднати (бути зв’язаним) з іншими вузлами ki. Відношення між числом Ei зв’язків, які реально існують, та їх повним числом ki(ki–1)/2 для найближчих сусідів називається коефіцієнтом кластеризації для вузла i:. Рис. 1. Структури мереж World-Wide Web (WWW) і Інтернету. На верхній панелі WWW представлена у вигляді направлених гіперпосилань (URL). На нижній зображено Інтернет, як систему фізично з’єднаних вузлів (роутерів та комп’ютерів). Загальний коефіцієнт кластеризації знаходиться шляхом осереднення його локальних значень для всієї мережі. Дослідження показують, що він суттєво відрізняється від одержаних для випадкових графів Ердаша-Рені [4]. Ймовірність П того, що новий вузол буде приєднано до вузла i, залежить від ki вузла i. Величина називається переважним приєднанням (preferential attachment). Оскільки не всі вузли мають однакову кількість зв’язків, останні характеризуються функцією розподілу P(k), яка дає ймовірність того, що випадково вибраний вузол має k зв’язків. Для складних мереж функція P(k) відрізняється від розподілу Пуассона, який мав би місце для випадкових графів. Для переважної більшості складних мереж спостерігається степенева залежність , де γ=1–3 і зумовлено природою мережі. Такі мережі виявляють властивості направленого графа (рис. 2). Рис. 2. Розподіл Web-сторінок в Інтернеті [4]. Pout – ймовірність того, що документ має k вихідних гіперпосилань, а Pin – відповідно вхідних, і γout=2,45, γin=2,1. Крім цього, складні системи виявляють процеси самоорганізації, змінюються з часом, виявляють неабияку стійкість відносно помилок та зовнішніх втручань.В складних системах мають місце колективні емерджентні процеси, наприклад синхронізації, які схожі на подібні в квантовій оптиці. На мові системи зв’язаних осциляторів це означає, що при деякій критичній силі взаємодії осциляторів невелика їх купка (кластер) мають однакові фази і амплітуди.В економіці, фінансовій діяльності, підприємництві здійснювати вибір, приймати рішення доводиться в умовах невизначеності, конфлікту та зумовленого ними ризику. З огляду на це управління ризиками є однією з найважливіших технологій сьогодення [2, 6].До недавніх часів вважалось, що в основі розрахунків, які так чи інакше мають відношення до оцінки ризиків лежить нормальний розподіл. Йому підпорядкована сума незалежних, однаково розподілених випадкових величин. З огляду на це ймовірність помітних відхилень від середнього значення мала. Статистика ж багатьох складних систем – аварій і катастроф, розломів земної кори, фондових ринків, трафіка Інтернету тощо – зумовлена довгим ланцюгом причинно-наслідкових зв’язків. Вона описується, як показано вище, степеневим розподілом, “хвіст” якого спадає значно повільніше від нормального (так званий “розподіл з тяжкими хвостами”). У випадку степеневої статистики великими відхиленнями знехтувати вже не можна. З рисунку 3 видно, наскільки добре описуються степеневою статистикою торнадо (1), повені (2), шквали (3) і землетруси (4) за кількістю жертв в них в США в ХХ столітті [2]. Рис. 3. Системи, які демонструють самоорганізовану критичність (а саме такі ми і розглядаємо), самі по собі прагнуть до критичного стану, в якому можливі зміни будь-якого масштабу.З точки зору передбачення цікавим є той факт, що різні катастрофічні явища можуть розвиватися за однаковими законами. Незадовго до катастрофи вони демонструють швидкий катастрофічний ріст, на який накладені коливання з прискоренням. Асимптотикою таких процесів перед катастрофою є так званий режим з загостренням, коли одна або декілька величин, що характеризують систему, за скінчений час зростають до нескінченності. Згладжена крива добре описується формулою,тобто для таких різних катастрофічних явищ ми маємо один і той же розв’язок рівнянь, котрих, на жаль, поки що не знаємо. Теорія складності дозволяє переглянути деякі з основних положень ризикології та вказати алгоритми прогнозування катастрофічних явищ [7].Ключові концепції традиційних моделей та аналітичних методів аналізу і управління капіталом все частіше натикаються на проблеми, які не мають ефективних розв’язків в рамках загальноприйнятих парадигм. Причина криється в тому, що класичні підходи розроблені для опису відносно стабільних систем, які знаходяться в положенні відносно стійкої рівноваги. За своєю суттю ці методи і підходи непридатні для опису і моделювання швидких змін, не передбачуваних стрибків і складних взаємодій окремих складових сучасного світового ринкового процесу. Стало ясно, що зміни у фінансовому світі протікають настільки інтенсивно, а їх якісні прояви бувають настільки неочікуваними, що для аналізу і прогнозування фінансових ринків вкрай необхідним став синтез нових аналітичних підходів [8].Теорія складних систем вводить нові для фінансових аналітиків поняття, такі як фазовий простір, атрактор, експонента Ляпунова, горизонт передбачення, фрактальний розмір тощо. Крім того, все частіше для передбачення складних динамічних рядів використовуються алгоритми нейрокомп’ютинга [9]. Нейронні мережі – це системи штучного інтелекту, які здатні до самонавчання в процесі розв’язку задач. Навчання зводиться до обробки мережею множини прикладів, які подаються на вхід. Для максимізації виходів нейронна мережа модифікує інтенсивність зв’язків між нейронами, з яких вона побудована, і таким чином самонавчається. Сучасні багатошарові нейронні мережі формують своє внутрішнє зображення задачі в так званих внутрішніх шарах. При цьому останні відіграють роль “детекторів вивчених властивостей”, оскільки активність патернів в них є кодування того, що мережа “думає” про властивості, які містяться на вході. Використання нейромереж і генетичних алгоритмів стає конкурентноздібним підходом при розв’язанні задач передбачення, класифікації, моделювання фінансових часових рядів, задач оптимізації в галузі фінансового аналізу та управляння ризиком. Детермінований хаос пропонує пояснення нерегулярної поведінки і аномалій в системах, котрі не є стохастичними за природою. Ця теорія має широкий вибір потужних методів, включаючи відтворення атрактора в лаговому фазовому просторі, обчислення показників Ляпунова, узагальнених розмірностей і ентропій, статистичні тести на нелінійність.Головна ідея застосування методів хаотичної динаміки до аналізу часових рядів полягає в тому, що основна структура хаотичної системи (атрактор динамічної системи) може бути відтворена через вимірювання тільки однієї змінної системи, фіксованої як динамічний ряд. В цьому випадку процедура реконструкції фазового простору і відтворення хаотичного атрактора системи при динамічному аналізі часового ряду зводиться до побудови так званого лагового простору. Реальний атрактор динамічної системи і атрактор, відтворений в лаговому просторі по часовому ряду при деяких умовах мають еквівалентні характеристики [8].На завершення звернемо увагу на дидактичні можливості теорії складності. Розвиток сучасного суспільства і поява нових проблем вказує на те, що треба мати не тільки (і навіть не стільки) експертів по деяким аспектам окремих стадій складних процесів (професіоналів в старому розумінні цього терміну), знадобляться спеціалісти “по розв’язуванню проблем”. А це означає, що істинна міждисциплінарність, яка заснована на теорії складності, набуває особливого значення. З огляду на сказане треба вчити не “предметам”, а “стилям мислення”. Тобто, міждисциплінарність можна розглядати як основу освіти 21-го століття.