Центр свободного программного обеспечения информационные технологии


Информационные технологии на базе свободного программного



Pdf просмотр
страница4/8
Дата17.11.2016
Размер5.01 Kb.
Просмотров1702
Скачиваний0
1   2   3   4   5   6   7   8
Информационные технологии на базе свободного программного
обеспечения
Е.В. Андропова , М.А. Губин, Т.Н. Губина
г. Елец
На сегодня в школе, как и в некоторых других сегментах рынка, преобладают закрытые операционные системы и платформы (MS-DOS,
Windows), и прикладные программные продукты (Microsoft Office, Photoshop,
Corel Draw и др.) Однако данное программное обеспечение требует значительных денежных средств на их приобретение. В связи с этим, в настоящее время разрабатывается концепция перевода учебно- воспитательного процесса школы на свободное программное обеспечение, которое практически ни в чем не уступает по своим функциональным возможностям проприетарному ПО, а в некоторых аспектах и превосходит его.
Учитывая тот факт, что школьное образование в целом предназначено для того, чтобы прививать базовые основы работы на ЭВМ и способность к самообучению, самообразованию, а не простое запоминание принципов работы в конкретном программном продукте, данный переход не отразится на требованиях к обязательному минимуму содержания образования по информатике.
В 2007-2010 гг. в рамках приоритетного национального проекта
«Образование» в части «Разработка и апробация пакета свободного программного обеспечения для общеобразовательных учреждений РФ» проводится обеспечение лицензионной поддержкой стандартного (базового) коммерческого пакета программного обеспечения всех общеобразовательных учреждений РФ до 2010 года и проведение апробации использования пакета свободного программного обеспечения (ПСПО) в общеобразовательных учреждениях 3 субъектов РФ (Республика Татарстан, Пермский край и
Томская область).
Авторы статьи, согласно договора о сотрудничестве с МОУ-гимназией № 11 г. Ельца Липецкой области на 2008-2009 учебный год, создали на базе
37
школы Федеральную Пилотную площадку внедрения пакета свободного программного обеспечения, разрабатываемого российской компанией ALT
Linux в рамках исполнения Государственного контракта по внедрению ПСПО в образовательных учреждениях РФ.
Суть данного проекта — сотрудничество вуза и школы с целями:
- отработки процедуры внедрения ПСПО в средних учебных заведениях;
- проведения оценки целесообразности, успешности применения и степени готовности программного состава дистрибутива ПСПО к использованию в учебном процессе;
- разработки и внедрения учебного курса «Информационные технологии на базе ПСПО» в учебный процесс школы.
Целью данного курса является знакомство учащихся с операционной системой Linux, принципами работы в ней и прикладных программах, основам работы в офисном пакете OpenOffice.org, а также привитие учащимся навыков проведения учебно-исследовательской работы с использованием современных информационных технологий.
В период реализации Концепции профильного образования на старшей ступени особо актуальным является внедрение в процесс обучения информатике и информационным технологиям таких систем и программ, которые дают возможность учащимся раскрыть свои умственные и творческие способности, получить основные профессиональные навыки и определить курс своей будущей карьеры. Также учащимся необходимо привить умения и навыки компьютерного моделирования, которое является одним из приоритетных направлений в прикладных науках. Такую возможность дает свободный пакет символьной математики Maxima.
Учебный курс ориентирован на учеников 9-11 классов экономического и физико-математического профилей.
Программа рассчитана на 34 ч в год (1 час в неделю). Программой предусмотрено проведение:
- учебно-исследовательских работ – 4;
- контрольных работ – 3;
- работ практикума – 20.
В процессе изучения предлагаемого курса учащиеся должны отработать практические навыки по работе в ОС Linux, офисном пакете OpenOffice.org, по решению математических задач с использованием компьютера, который становится их помощником в учебе, изучить аспекты практического применения прикладных пакетов (графических, мультимедийных, коммуникационных). Граница между теоретическими и практическими занятиями является условной. Сообщение теоретических сведений сопровождается большим количеством примеров.
Учитель может самостоятельно выбирать формы и методы работы с учащимися с учетом основополагающтх дидактических принципов.
Примерный тематический план занятий
38

10 класс (34 часа)
Тема
Кол-во часов
Политика свободного лицензирования. История Linux: от ядра к дистрибутивам. Знакомство с ОС Linux
1
Графический интерфейс. Графическая оболочка KDE
1
Терминал и командная строка
1
Работа с прикладными программами. Учебно-исследовательская работа
5
Контрольная работа
1
Основы работы с OpenOffice.org Writer
2
Основы работы с OpenOffice.org Calc
2
Основы работы с OpenOffice.org Impress
2
Контрольная работа
1
Знакомство с системой Maxima. Основные объекты, функции и команды системы Maxima
2
Вычисление значений выражений. Команды преобразования выражений
2
Графические возможности системы Maxima
1
Решение уравнений и их систем
2
Учебно-исследовательская работа
1
Вычисление производных
1
Контрольная работа
1
Работа в прикладных программах ОС Linux
4
Разработка приложений средствами OpenOffice.org. Учебно- исследовательская работа
2
Решение математических задач в
Maxima. Учебно- исследовательская работа
2 34 11 класс (34 часа)
Тема
Кол-во часов
Политика свободного лицензирования. История Linux: от ядра к дистрибутивам. Знакомство с ОС Linux
1
Графический интерфейс. Графическая оболочка KDE
1
Терминал и командная строка
2
Работа с прикладными программами. Учебно-исследовательская работа
4
Контрольная работа
1
Основы работы с OpenOffice.org Writer
2
Основы работы с OpenOffice.org Calc
2
Основы работы с OpenOffice.org Impress
2 39

Контрольная работа
1
Знакомство с системой Maxima. Основные объекты, функции и команды системы Maxima
2
Вычисление значений выражений. Команды преобразования выражений
2
Графические возможности системы Maxima
1
Решение уравнений и их систем
2
Вычисление производных и интегралов. Проведение исследований функций. Учебно-исследовательская работа
2
Контрольная работа
1
Работа в прикладных программах ОС Linux
4
Разработка приложений средствами OpenOffice.org. Учебно- исследовательская работа
2
Решение математических задач в
Maxima. Учебно- исследовательская работа
2 34
Содержание курса
Политика свободного лицензирования. История Linux: от ядра к дистрибутивам. Знакомство с ОС Linux
Рассматривается история понятия «свободное программное обеспечение» и свободных лицензий. Кратко излагается история разработки ядра Linux, появления и развития дистрибутивов, русификации Linux. Обзорно рассматривается дистрибутив ALT Linux. Рассматриваются основные вопросы и проблемы, с которыми пользователь может столкнуться при инсталляции
ОС Linux. Даются рекомендации по принятию мер предосторожности.
Производится создание разделов на HDD и установка ОС ALT Linux.
Рассматривается использование загрузчика LILO.
Графический интерфейс. Графическая оболочка KDE
Рассматривается графический интерфейс, который обеспечивает дополнительные удобства для пользователя, в частности, возможность запуска программ в отдельных окнах, обозначения программ (или других объектов) в виде маленьких картинок (пиктограмм, значков, иконок), возможность оперировать с объектами с помощью мыши, а также большую плотность информации на том же пространстве экрана. Обсуждается технология X Window System: протокол X11, X-сервер и X-клиент.
Описываются основные графические интерфейсы (KDE, Gnome, IceWM), функциональность диспетчеров окон и сред рабочего стола, доступных в
Linux.
Терминал и командная строка
Описывается взаимодействие пользователя с системой посредством
40
терминального устройства и интерпретатора командной строки. Даются основные понятия интерфейса командной строки: команда, параметр, разделитель, ключ. Кроме того, описывается устройство подсистем помощи
Linux (man и info) и способы их использования.
Работа с прикладными программами
Дается обзор различных прикладных программ, включенных в установленный дистрибутив Linux. Рассматриваются программы: редактор растровых изображений GIMP, редактор векторной графики Inskape, редактор
3D-моделирования Blender, просмотрщик изображений Kview, веб-браузеры
Mozilla FireFox и Konqueror, программа обмена сообщениями Kopete, медиаплеер Kaffeine, запись CD и DVD дисков K3b, архиватор Ark.
Основы работы с OpenOffice.
org
Writer

Рассматриваются основные принципы работы в текстовом процессоре
Writer. Приводятся способы быстрой работы с файлами, методы эффективной работы с текстом, включая поиск и замену, копирование и вставку с использованием буфера обмена, режим дополнения слова, применение специальных символов. Особое внимание уделяется форматированию текста и подготовке документа к печати.
Основы работы с OpenOffice.
org
Calc

Рассматриваются основные принципы работы с электронными таблицами
Calc. Описываются основные элементы главного окна Calc, методы управления файлами, способы навигации по ячейкам и листам электронной таблицы. Показаны способы настройки Calc для оптимизации работы с данными и для печати отчетов.
Основы работы с OpenOffice.org Impress
Рассматриваются принципы создания слайд-шоу (презентаций) с использованием Impress и включает инструкции, снимки экрана и полезные советы по созданию презентаций. Кроме обзора рабочих областей Impress и основных инструментов большая часть занятия посвящена планированию презентаций и выбору способа подачи материала.
Знакомство с системой Maxima. Основные объекты, функции и команды системы Maxima
Понятие «система компьютерной математики». Понятие «графический интерфейс». Графический интерфейс wxMaxima системы Maxima, структура окна программы, особенности работы с программой. Команда, ячейки ввода и вывода, строка ввода. Синтаксис языка системы. Работа с числовыми выражениями. Функция автоупрощения.
Вычисление значений выражений. Команды преобразования выражений
Понятия «команда», «функция» системы Maxima. Правила задания имен
41
переменных, выражений, функций пользователя. Встроенные математические функции и правила их использования в записи математических выражений.
Запись встроенных констант. Использование условного оператора для задания многозначных функций. Команды и функции упрощения рациональных и иррациональных выражений. Работа с тригонометрическими выражениями.
Доказательство тождеств. Решение задач.
Графические возможности системы Maxima
Двумерные и трехмерные графики. Графические возможности системы
Maxima. Способы построения графиков различных функций средствами системы Maxima. Решение уравнений графическим способом. Учебно- исследовательская работа
Решение уравнений и их систем
Команды системы Maxima для решения линейных, нелинейных, иррациональных уравнений в символьном виде. Обобщение и систематизация знаний и умений учащихся по линии «Уравнения», «Системы уравнений».
Возможности системы Maxima по решению систем линейных и нелинейных алгебраических уравнений в символьном виде.
Вычисление производных и интегралов. Проведение исследований функций
Команды системы Maxima для нахождения производных функций одной и нескольких переменных, команды нахождения значений определенных и неопределенных интегралов. Применение системы Maxima для решения задач на нахождение площадей криволинейных трапеций, к исследованию функций и построению графиков.
Работа в прикладных программах ОС Linux
Знакомство с образовательными программами: обучения географии
KGeography, химии Kalzium, астрономии Stellarium, геометрии Kig, создания графических изображений на основе шаблонов TuxPaint, клавиатурный тренажер Ktouch.
Литература
1. Курячий Г.В., Маслинский К.А. Операционная система Linux. - М., ALT
Linux, 2008.
2. Документация ALT Linux (входит в дистрибутив) (эл.в.).
3. Беккерман Е.Н., Жексенаев А.Г. и др. Обзор некоторых образовательных программ в ОС Linux на примере KdeEdu и Gcompris (Обзор образовательных пакетов). - Москва, 2008.
4. Жексенаев А.Г. Основы работы в растровом редакторе GIMP. - Москва,
2008.
5. Немчанинова Ю.П. Обработка и редактирование векторной графики в
Inkscape. - Москва, 2008.
42

6. Стахин Н.А. Основы работы с системой аналитических (символьных) вычислений Maxima. - Москва, 2008.
7. Овчинникова Е.Н. Практикум по OpenOffice.org. – СПб, СПбАППО,
2007.
8. Хахаев И., Машков В. и др. OpenO ce.org: Теория и практика. - М.: ALT

Linux ; БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008.
Оптимизация учебно-исследовательской деятельности по
математике средствами информационных технологий
Т.Н. Губина, И.И. Печикин
г. Елец
При организации учебно-воспитательного процесса в школе неотъемлемой формой работы должна быть форма, при которой проводится обобщение и систематизация знаний учащихся по изученному материалу. В особенности это важно в преподавании такого предмета, как математика. Как показывает опыт работы, у большинства учеников имеются фрагментарные знания по темам школьного курса математики. Учащиеся запоминают решение часто встречающихся задач, у них нет целостного восприятия решаемой проблемы, они не умеют анализировать, видеть проблему в целом и выделять метод решения из «целого». Таким образом, происходит «натаскивание» ученика на выполнение каких-то операций (приемов).
Под значимым учением подразумевают учение, которое не является простым накоплением фактов, а изменяет поведение человека в настоящем и будущем, его отношения и его личность [1, с.62]. Важно, чтобы ученики умели работать с имеющейся информацией, умели добывать необходимый учебный материал, умели грамотно систематизировать, логически распределять имеющиеся данные.
Действительно, образовательный процесс должен быть построен так, что операции (приемы) решения математических задач учеником должны быть осмыслены, взаимосвязаны, ученик должен уметь самостоятельно выбрать наиболее подходящий прием решения задачи.
Один из способов решения выше обозначенной проблемы — организация учебно-исследовательской деятельности учащихся на уроке или во внеурочное время.
Исследовательская деятельность учащихся — это деятельность, посредством которой достигается одна из важнейших целей современного школьного образования: научить детей самостоятельно мыслить, ставить и решать проблемы, привлекая знания из разных областей; развить исследовательский тип мышления у учащихся; научить прогнозировать вариативность результатов исследования.
43

Учебное исследование рассматривается в педагогике как деятельность, направленная на создание качественно новых ценностей, важных для развития личности [1, с 420].
Учебно-исследовательская деятельность активизирует мыслительную деятельность, развивает познавательную активность, возможность осознанно получать знания и использовать их, способствует формированию целостного подхода к решению проблемы (задачи), направлена на получение новых знаний на основе уже имеющихся, развивает исследовательскую позицию к миру, самому себе, формирует или расширяет кругозор, способствует развитию логического мышления.
По мнению ученых Н.Л. Стефановой, Н.С. Подходовой, В.В. Орлова и др.
[3, с.332-333], учебно-исследовательская деятельность учащихся — это деятельность, для которой характерны:

внутренняя мотивация;

специальные структурные компоненты (этапы): выделение проблемы, организация и анализ данных, выдвижение гипотезы, проверка гипотезы, формулирование выводов;

недетерминированность (неполная детерминированность) действий, то есть незнание (или неполное знание) того, какие действия надо выполнить для разрешения проблемы исследования;

высокая степень самостоятельности учащегося при осуществлении отдельных ее этапов или УИД в целом;

получение объективно или субъективно нового результата, обогащающего систему знаний учащегося.
Математика — это дедуктивная наука, оперирующая абстрактными объектами, в рамках которой истина устанавливается не экспериментальным, а логическим путем, доказательством. Поэтому исследовательская деятельность при изучении математики является преимущественно мыслительной.
Учебное исследование при изучении математики имеет свою специфику и определяется степенью новизны. Ученые отмечают, что в научном исследовании результат является объективно новым, в учебном — новизна результата может быть субъективна [3 , с. 334].
Современное понимание исследовательской деятельности учащихся позволяет отнести учебные исследования в предметной области математика к исследовательскому поиску.
Таким образом, основной целью учебно-исследовательской деятельности по математике является приобретение учащимися функционального навыка исследования, развитие исследовательского типа мышления, активизация познавательной деятельности учащегося на основе приобретения субъективно новых знаний. Целью учебно-исследовательской деятельности может быть не только конечный результат (знание), но и сам процесс, в ходе которого развиваются исследовательские способности учащихся за счет приобретения
44
ими новых знаний, умений и навыков, тренировки уже развитых, расширение кругозора [1, с.22].
Прежде чем организовать учебно-исследовательскую деятельность учащихся, учитель должен уяснить для себя содержание и объем предстоящей работы. В связи с этим требуется:

выбрать тему исследования, поставить проблему исследования;

изучить материал по проблеме исследования;

выдвинуть гипотезу;

постановить цель исследования;

выполнить планирование хода исследования, выбор методов исследования, составить план исследования, сформулировать гипотезу исследования.
По окончании учебно-исследовательской работы подвести итоги работы учащихся, оформить полученные результаты, сделать выводы.
Учитывая современное оснащение компьютерной техникой школ и разнообразие прикладных программ различной направленности, востребованность специалистов, владеющих современными средствами информационных технологий, считаем целесообразным использование этих средств при организации учебно-исследовательской деятельности.
В качестве примера организации учебно-исследовательской деятельности учащихся с использованием средств информационных технологий рассмотрим фрагмент урока, направленный на обобщение и систематизацию знаний и умений учащихся по теме «Квадратные уравнения». Она изучается в 9 классе, является одной из основных тем школьного курса математики, на материале этой темы базируются многие задачи, которые предстоит научиться решать ученикам. Важным при изучении квадратных уравнений является выведение на осознанный уровень у учащихся методов решения квадратного уравнения графическим и аналитическим способами. Для достижения этого можно организовать по данной проблеме учебно-исследовательскую работу после того, как ученики уже изучили аналитический способ решения квадратного уравнения (через дискриминант) и научились строить график квадратичной функции.
Решение проблемы сопровождается выкладками в системе компьютерной математики Maxima. Предполагается, что у учеников имеются навыки решения квадратных уравнений и построения графиков функций на плоскости в Maxima.
Проблема: «Как взаимосвязаны между собой квадратное уравнение
a x
2

b xc=0,a≠0
и график квадратичной функции y=a x
2

b xc=0
?».
Оформление учебно-исследовательской работы.
Объектная область исследования: математика.
Объект: квадратное уравнение a x
2

b xc=0, a≠0 , квадратичная
45
функция y=a x
2

b xc .
Предмет исследования: решения квадратного уравнения, график квадратичной функции.
Цель исследования: установить и обосновать взаимосвязь решений квадратного уравнения и соответствующего этому квадратному уравнению графика квадратичной функции.
Методы исследования: анализа и синтеза, визуализации данных, аналитический.
Гипотеза исследования: квадратное уравнение, как и любое уравнение, может не иметь решений, может иметь бесконечно много решений, может иметь два корня (так как степень уравнения равна 2). Каждому из этих возможных вариантов решения соответствует определенное расположение графика уравнения.
Аналитический метод решения квадратного уравнения: для решения квадратного уравнения вычисляем дискриминант по формуле D=b
2

4 a c .
Далее смотрим на дискриминант: если D0 , то уравнение действительных корней не имеет; если D=0 , то уравнение имеет два кратных действительных корня
x
1,2
=

b
2a
; если D0 , то уравнение имеет два различных действительных корня x
1,2
=

b±

D
2 a
Графический метод решения квадратного уравнения: левая часть уравнения является квадратичной функцией y=a x
2

b xc , график — парабола.
Возможные варианты расположения графика квадратичной функции:
1. Если коэффициент а<0, то ветви параболы направлены вниз:
1.1. точек пересечения с осью ОХ нет: парабола лежит в нижней полуплоскости
1.2. точка пересечения с осью Ох одна: парабола лежит в нижней полуплоскости и касается оси Ох
1.3. точек пересечения с осью Ох две: парабола лежит и в верхней, и в нижней полуплоскости
2. Если коэффициент а>0, то ветви параболы направлены вверх:
2.1. точек пересечения с осью ОХ нет: парабола лежит в верхней полуплоскости
2.2. точка пересечения с осью Ох одна: парабола лежит в верхней полуплоскости и касается оси Ох
2.3. точек пересечения с осью Ох две: парабола лежит и в верхней, и в нижней полуплоскости.
Составим таблицу возможных случаев, которые могут возникнуть при решении квадратного уравнения. Для визуализации полученных результатов воспользуемся системой компьютерной математики Maxima.
1. а>0 46

1.1.
a=3, b=1, c=10
Уравнение: 3 x
2

x10=0
Функция: y=3 x
2

x10
Дискриминант:
D=b
2

4a c=1−120=−1190
уравнение не имеет действительных корней.
График в Maxima:
Ветви направлены вверх. Точек пересечения с осью Ох нет.
Аналитическое решение в системе Maxima:
Найдены два комплексных корня, действительных корней нет.
1.2. a=3,b=10,c=1
Уравнение: 3 x
2

10 x1=0
Функция: y=3 x
2

10 x1
Дискриминант:
уравнение имеет
2 действительных корня:
x
1
=

10

88 6
=

5

22 3
x
2
=

5−

22 3
График в Maxima:
Ветви направлены вверх. График пересекает ось Ох в 2 точках
Аналитическое решение в системе Maxima:
47

Найдены два действительных корня.
1.3. a=4,b=12, c=9
Уравнение: 4 x
2

12 x9=0
Функция: y=4 x
2

12 x9
Дискриминант:
D=b
2

4a c=144−144=0
уравнение имеет 2 кратных действительных корня.
x
1,2
=

12 8
=

3 2
График в Maxima:
Ветви направлены вверх. График касается оси Ох в одной точке
Аналитическое решение в системе Maxima:
Найден один действительный корень 2 кратности.
2. а<0 2.1. a=−3,b=1,c=−10
Уравнение: −3 x
2

x−10=0
Функция: y=−3 x
2

x−10
Дискриминант:
D=b
2

4a c=1−120=−1190
уравнение не имеет действительных корней.
График в Maxima:
Ветви направлены вниз. Точек пересечения с осью Ох нет
Аналитическое решение в системе Maxima:
48

Найдены два комплексных корня, действительных корней нет.
2.2. a=−3,b=10, c=−1
Уравнение:

3 x
2

10x−1=0
Функция: y=−3 x
2

10 x−1
Дискриминант:
D=b
2

4a c=100−12=880
уравнение имеет
2 действительных корня:
x
1
=

5

22

3
x
2
=
5

22 3
График в Maxima:
Ветви направлены вниз. График пересекает ось Ох в 2 точках
Аналитическое решение в системе Maxima:
Найдены два действительных корня.
2.3. a=−4,b=−12, c=−9
Уравнение:

4 x
2

12 x−9=0
Функция: y=−4 x
2

12 x−9
Дискриминант:
D=b
2

4a c=144−144=0
уравнение имеет 2 кратных действительных корня.
x
1,2
=
12

8
=

3 2
График в Maxima:
49

Ветви направлены вниз. График касается оси
Ох в одной точке
Аналитическое решение в системе Maxima:
Найден один действительный корень 2 кратности.
Общие выводы:
Если квадратное уравнение не имеет решений, то график функции не пересекает ось Ох. Если уравнение имеет два кратных корня, то парабола касается оси Ох в одной точке. Если уравнение имеет два различных корня, то парабола пересекает ось Ох в двух точках.
Таким образом, авторы статьи считают, что важнейшим результатом учебно-исследовательской деятельности учащихся по математике является добывание, выведение знаний, новых для самого учащегося, на осознанный уровень; формирование интереса к познавательной, экспериментальной деятельности; совершенствование исследовательских умений учащихся; ориентация на дальнейшее продолжение образования в вузе, а организация учебно-исследовательской деятельности учащихся с использованием возможностей современных информационных технологий, рассматриваемой в контексте школьного образования, видится перспективной и актуальной.

Каталог: pdf
pdf -> Семантическое пространство компьютерных игр: опыт рекон
pdf -> Влияние компьютерных игр на человека
pdf -> О состоянии и перспективах внедрения в учебный процесс инновационных технологий в нф башГУ
pdf -> Russian Federation) Психология компьютерных ролевых игр с моральным выбором и программа исследования (на примере серии «Fable») Колесников Е. В
pdf -> Развитие дизайна в сфере игровой индустрии
pdf -> История развития графической визуализации в индустрии компьютерных игр
pdf -> Анализ современного состояния потребительского рынка в россии и за рубежом


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8


База данных защищена авторским правом ©nethash.ru 2019
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал