CC BY
9
78
ИТО Марий Эл - 2009
Рис. 11. Редактирование теста (уровень B)
Литература
1. Зарипов, К. Педагогическая диагностика в системе непрерывного повышения квалификации учителей: дис. ... д-ра пед. наук / К. За-рипов. - Ташкент, 1990. - 394 с.
2. Колесова, Т.В. Test yourself. Учебно-методическое пособие для высших учебных заведений с мультимедийным приложением / Т.В. Колесова. - Йошкар-Ола, 2007.- 90 с.
3. Niblett W.R. Universities between two worlds. - London: Univ. of London Press, 1974. - YHI. - 179 p.
4. Omaggio A. Proficiency-oriented classroom testing. Wash., 1985. Peda-gogjka / Bitinas В., Rajeckas V., Vaitkevicius J., Bajorunas Z., -V.: Mokslas, 1981. - 368 p.
Учебно-исследовательский программный комплекс
для изучения характеристик шумов
А.А. Колчев (kolchevaa@mail.ru), А.Е. Недопёкин (neokantianec@mail.ru)
Марийский государственный университет, г. Йошкар-Ола
Использование информационных технологий в профессиональном образовании не просто актуально, сегодня - это насущная потребность обучения. Компьютер стал функциональным компонентом высшей школы. В области естественных и технических наук информационные технологии играют особенно важную роль эффективного инструмента самообучения. Учитывая же самостоятельную исследовательскую работу студентов как обязательный компонент высшего образования, необходим не просто набор учебных пособий и иллюстративного материала, а определенная среда, позволяющая учащемуся, отталкиваясь от исходных положений производить самостоятельные действия, выходящие далеко за пределы воспроизведения по образцу.
В обучении радиофизиков понимание математического аппарата теории - залог успеха всего процесса обучения. Математические модели устройств и физических процессов нуждаются в адекватном воплощении. С учетом априорно высоких требований к математической подготовке и пониманию материала информационные комплексы не должны представлять собой раз и навсегда написанные программы, в которые бы только вводились различные числовые данные. Учебному процессу требуется не вычислитель, а поле деятельности. Для этих целей можно использовать математические пакеты, такие как Mathcad. Их отличительной чертой является удобство использования, не требующее особых знаний по синтаксису языков программирования и навыков программного кодирования математических алгоритмов, реализующих обработку радиосигналов. Запись расчетов и выкладок максимально приближена к естественной записи математических формул. Кроме функциональных, непрерывных зависимостей, язык которых имеет место в большинстве учебных пособий [1], существует возможность оперирования с дискретными массивами данных. Это актуально в силу постоянного расширяющегося использования цифровой техники. Возможно сравнение аналоговой и цифровой обработки радиосигналов для выявления сходств и различий [2], изучения особенностей цифровой обработки, связанной с эффектами дискретизации и квантования.
Необходимой частью образования радиофизиков является изучение шумов при радиоприеме и их характеристик. Шумы могут быть обусловлены различной природой (естественной и антропогенной), поэтому, как
Информационные технологии в обучении в системе профессионального образования 79
правило, имеют сложную статистическую природу. Математический пакет Mathcad обладает возможностями по моделированию, анализу шумов и оценке их влияния на принимаемый сигнал с различными характеристиками благодаря ряду статистических функций. Например, в качестве встроенных функций присутствуют все основные статистические моменты распределений, функции генерации выборок законов распределения с заданными параметрами, функции интерполяции и построения гистограмм. Самостоятельно можно реализовать дисперсионный, корреляционный или регрессионный анализ для больших объемов данных. Есть возможность цифрового анализа эмпирических шумов и зашумленных сигналов, записанных в файл, а затем считанных из программы, что очень важно в экспериментальной и исследовательской работе.
Рассматриваемый учебно-исследовательский комплекс, реализованный средствами Mathcad 13, использует как модельные, так и реальные, оцифрованные и записанные в файлы шумы. В зависимости от рассматриваемой ситуации, к ним могут быть добавлены различные сигналы. Работа производится во временной и спектральной областях. В программе исследуются зависимости от времени статистических свойств шумов. Смещаясь по массиву данных на заданное время, пользователь определяет фазовые характеристики шумов, их взаимную корреляцию, осуществляется проверка гипотез об их распределениях, анализирует изменения шумовой картины в течение различных временных промежутков.
Кроме непосредственного рассмотрения есть возможность накопления данных для анализа по большим выборкам зависимости статистических свойств от частот, временных смещений, времени суток.
Возможно применение комплекса в учебных целях как основы для лабораторных работ, самостоятельного изучения и выполнения собственного исследования студента. Исходные программы могут модифицироваться, усложняться и дополняться в зависимости от поставленных задач. Их использование будет способствовать практическому, а главное - наглядному постижению тех основ и принципов, что записаны в учебниках и пособиях или уже воплощены в конкретных радиотехнических устройствах. Без такого постижения всякая техника, какой бы современной она не была, будет оставаться «черным ящиком», что для будущего специалиста такое просто недопустимо.
Литература
1. Баскаков, С.И. Радиотехнические цепи и сигналы / С.И. Баскаков. - М: Высшая школа, 1988.
2. Зверев, В.А. Выделение сигналов из помех численными методами / В.А. Зверев, А.А. Стромков. - Н. Новгород: ИПФ РАН, 2001.
Компьютерное моделирование и вычислительный эксперимент
в цифровой обработке звуковых сигналов
А.А. Колчев (kolchevaa@mail.ru), Д.Г. Шпак (dmtrshpk@mail.ru)
Марийский государственный университет, г. Йошкар-Ола
По мере развития компьютерных технологий в современном мире возникает все большая необходимость в разработке программных комплексов по изучению дисциплин узкой направленности. В данной статье мы хотим представить программный комплекс по изучению цифровой обработки звуковых сигналов.
Программный комплекс является визуализатором математических методов по обработке звуковых сигналов и обрабатывает звуковые данные, хранящиеся в 16-битных файлов формата wav. Помимо звуковых данных из файла считываются основные параметры (начальная и конечная частота зондирования, скорость зондирования, частота дискретизации, задержка) необходимые для методов обработки и другая дополнительная информация, например, наименования трассы наклонного зондирования ионосферы.
Структура программы представлена следующим образом:
■ окно анализатора спектра предназначено для наблюдения и измерения относительного распределения энергии электрических (электромагнитных) колебаний в полосе частот [1]. Отображает информацию для сравнительной характеристики спектра до и после применения методов обработки. В окне анализатора спектра реализована возможность изменения параметров математических методов обработки с целью получения наиболее лучших результатов.
■ окно осциллографа предназначено для исследования электрических сигналов во временной области путем визуального наблюдения графика сигнала на форме, а также для измерения амплитудных и временных параметров сигнала по форме графика [1]. Так же как и окно анализатора спектра является вспомогательным и позволяет видеть результаты на определенном этапе выполнения алгоритмов обработки.
