CC BY
26
Библиографический список
1. Pierre A. C., Pajonk G. M. Chemistry of Aerogels and Their Applications // Chem. Rev. 2002. V. 102. pp. 4243-4265.
2. Меньшутина Н.В., Каталевич А.М., Лебедев А.Е. Наноструктурированные материалы на основе диоксида кремния: аэрогель, ксерогель, криогель // Естественные и технические науки. 2013. № 2. С. 374-376.
3. Колнооченко А.В., Ершова А.Н., Гуриков П.А., Меньшутина Н.В. Аэрогели - новые перспективные материалы // Химическая промышленность сегодня. 2011. №11. C. 31-36.
УДК 621.3.037.372
12 2 А. А. Хетагурова , П. Л. Папаев , С. П. Дударов
1Средняя общеобразовательная школа № 827, Москва, Россия
2Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, Москва, Россия
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ПРОГРАММНЫЙ МОДУЛЬ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ И ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЁТНЫХ ОПЕРАЦИЙ В СИСТЕМАХ СЧИСЛЕНИЯ
В работе представлено описание универсального программного модуля для контроля знаний и выполнения расчётных операций в системах счисления. В модуле реализованы следующие основные функции: перевод чисел между системами счисления, выполнение элементарных арифметических операций, решение уравнений, проверка знаний. Рассмотрена возможность использования программного модуля в образовательном процессе для изучения теоретических основ выполнения расчётных операций в системах счисления, самоконтроля и текущего контроля знаний.
The description of the universal software module for knowledge testing and execution of calculation operations in number system notations is presented in the paper. There are following basic functions realized in the software: exchange number between system notations, elementary arithmetic operations execution, equation solution, knowledge testing. There is considered a possibility of using the software in educational process in order to learn the theoretical foundations of calculation operations execution in number system notations, self-control and routine knowledge testing.
В настоящее время происходит активное внедрение информационных технологий в систему среднего образования. Это - необходимость, обусловленная активно происходящей информатизацией высшего профессионального образования и современными требованиями к знаниям и владению средствами новых информационных технологий, предъявляемыми в будущей профессиональной деятельности выпускников.
Темпы развития информационных технологий возрастают с каждым днём, а области их практического применения расширяются. Так, решение сложных задач моделирования и оптимизации химико-технологических процессов в настоящее время не обходится без использования вычислительных комплексов и современных методов. Знания об элементарных операциях для этих методом закладываются уже со школьной скамьи. Например, преобразование чисел и расчётные операции в системах счисления активно используются в генетических алгоритмах для решения задач многомерной оптимизации.
В данной работе представлен универсальный программный модуль, с использованием которого можно осуществлять сложные многоступенчатые расчёты, а также проводить обучение, самоконтроль и текущий контроль знаний учеников школ старших классов и студентов вузов младших курсов в области расчётных операций в системах счисления. Программное обеспечение разработано в среде разработки приложений Delphi 7, имеет графический, интуитивно понятный, дружественный пользователю интерфейс (см. рис. 1, 2).
Закладки главной экранной формы приложения соответствуют его основным функциям:
- «Перевод чисел» - преобразование чисел из одной системы счисления в другую;
- «Арифметические действия» - выполнение элементарных арифметических операций (сложение, вычитание, умножение, деление) с числами, заданными в различных системах счисления;
- «Уравнения» - решение алгебраических уравнений с числами и переменными, заданными в различных системах счисления;
- «Проверка знаний» - настраиваемый контроль знаний в области расчётных операций в системах счисления;
- «Теория» - краткое изложение теоретического материала по выполнению расчётных операций в системах счисления.
Остановимся подробнее на каждой функциональной возможности.
Рис. 1. Интерфейс пользователя. Формы перевода чисел и арифметических действий
Перевод чисел возможен для вещественных чисел с целой и дробной частями между системами счисления от 2 до 36. Для дробных чисел можно настроить количество знаков после запятой, до которого округляется результат перевода (см. рис. 1).
При выполнении арифметических операций с двумя числами также можно указать системы счисления для каждого из них, а также систему счисления, в которую переводится результат операции. Для выполненных действий предусмотрен визуальный буфер обмена, использующийся для выполнения многоступенчатых расчётов (см. рис. 1).
На странице «Уравнения» имеется возможность найти корни линейного или квадратного уравнения, коэффициенты которого заданы вектором чисел в различных системах счисления. Результат решения с задан-
ной точностью также может быть выдан в системе счисления с любым основанием из множества целых чисел от 2 до 36.
Подробнее остановимся на функции проверки знаний по изученному материалу. Реализована возможность настройки параметров проверочной работы: пользователь может выбрать стандартный вариант работы, включающий основные темы, или настроить работу вручную. Ручная настройка подразумевает выбор пользователем посильного уровня сложности, интересующую тему и тип заданий, их количество (см. рис. 2). Также можно настраивать отдельно каждое задание. Это позволяет составить оптимальный тренировочный вариант для любого пользователя, что немаловажно при подготовке к проверочным работам для отработки индивидуальных проблемных тем. Для удобства использования реализована функция применения настроек одного задания ко всем остальным.
Генерация проверочных заданий осуществляется следующим образом: настройки пользователя сохраняются и в зависимости от них генерируется определённое количество чисел. Эти числа переводятся в системы счисления, соответствующие заданию и уровню сложности. Далее из них по заложенному шаблону составляется задание. В процессе генерации заданий программный модуль рассчитывает и сохраняет в памяти решения. При нажатии кнопки «Проверить» ответы, введённые пользователем, сравниваются с ответами, хранящимися в памяти модуля. Решение контрольных заданий оценивается исходя из отношения правильных ответов к общему количеству с учётом выбранного уровня сложности. В процессе выполнения работы все остальные вкладки блокируются. Таким образом, у отвечающего нет возможности воспользоваться вспомогательными теоретическими материалами программного приложения. После получения результата автоматической проверки учащийся может сравнить свои ответы с правильными, разобрать это задание с преподавателем или с помощью информации, содержащейся в разделе «Теория», сделать работу над ошибками.
Рис. 2. Формы настройки параметров и предъявления заданий сеанса контроля знаний
Вышеперечисленные возможности освобождают преподавателя от механической работы по составлению и решению различных вариантов проверочных заданий, а учащегося приучают рассчитывать только на свои знания, развивают его самостоятельность. Кроме того, разработанный программный модуль позволяет в краткие сроки вспомнить ранее пройденный материал или самостоятельно разобрать пропущенную тему благодаря возможности комбинирования выполнения заданий и повторения теории.
Основная функция разработанного программного модуля - перевод чисел из одной системы счисления в другую, и именно на ней базируются все остальные возможности. Алгоритмически перевод чисел осуществляется из произвольной системы счисления в десятичную. Далее выполняются все необходимые арифметические операции, а затем осуществляется преобразование в систему счисления, требуемую для представления результата действий.
Универсальный программный модуль для контроля знаний и выполнения расчётных операций в системах счисления разработан для использования в процессе обучения в образовательных учреждениях среднего и высшего профессионального образования.
