Рабочая программа од. А. 11 Информационные технологии в науке и образовании для аспирантов специальностей 07. 00. 02 «Отечественная история»
Скачать 1.04 Mb.
|
Тема 2. Информационные технологии в научных исследованияхВопросы:
2.1. Организация научно-исследовательской работы Наука – это сфера деятельности, направленная на получение новых знаний, которая реализуется с помощью научных исследований (НИ). Цель НИ – это изучение определенных свойств объекта (процесса, явления) и на этой основе разработка теории или получение необходимых для практики обобщенных выводов. По целевому назначению НИ делят на фундаментальные, прикладные и разработки. Фундаментальные НИ связаны с изучением новых явлений и законов природы, с созданием новых принципов исследований (физика, математика, биология, химия и т.д.). Прикладные НИ – это нахождение способов использования законов природы и научных знаний, полученных в ФНИ, в практической деятельности человека. Разработки – это процесс создания новой техники, систем, материалов и технологий, включающий подготовку документов для внедрения в практику результатов ПНИ. НИ делят на: эмпирические, экспериментальные и теоретические, научно-технические. Эмпирические исследования выполняются с целью накопления систематической информации о процессе. При этом используются методы: наблюдение, регистрация, измерение, анкетный опрос, тесты, экспертный анализ. Экспериментальные исследования – это изучение свойств объекта по определенной программе. Теоретические исследования проводятся с целью разработки новых методов решения научно-технических задач, обобщения и объяснения эмпирических и экспериментальных данных, выявления общих закономерностей и их формализации. На двух последних уровнях используются методы моделирования, методы анализа и синтеза, логические построения (предположения, умозаключения), аналогии, идеализации. Рациональная организация НИР строится с использованием принципов системного подхода и схематично представлена на рис. 1. Основной задачей теоретических исследований является создание теории по исследуемой проблеме, включающей объяснение явлений с использованием математического аппарата или качественных правил.  Рис. 1. Рациональная организация НИР Эффективность теоретических исследований в значительной степени зависит от используемых исследователем методов. При этом обычно применяются: 1. Известные общенаучные методы: абстрагирование, идеализация, формализация, анализ и синтез, обобщения и т.п. 2. Математические методы: аналитические, численные, оптимизационные, вероятностно-статистические. 3. Эвристические приемы и методы: инверсия, универсальность, самообслуживание, ассоциации, аналогии и т.д.Основные аппаратные и программные средства современных информационных технологий. 4. Логические методы и правила, к числу которых можно отнести правила вывода сложных понятий из простых, установление истинности, выявление непротиворечивости и т.п. 2.2. Виды научной информации и ее обработка Научная информация – это информация, наиболее полно отражающая объективные закономерности природы, общества и мышления. Научная информация подразделяется по областям получения или использования: политическая; экономическая; техническая; биологическая; физическая и т.д. По назначению научная информация подразделяется на – массовую и специальную. Особым видом и формой представления информации как результата отражения окружающей действительности (результата мышления) выступают знания. Знание – проверенный практикой результат познания действительности, верное ее отражение в мышлении человека (Энцикл. словарь стр. 465) При системном подходе научные исследования начинаются со сбора и предварительной обработки научной информации по теме исследования. Эта информация может включать сведения о достижениях в исследуемой области, об оригинальных идеях, об открытых эффектах, научных разработках, технических решениях и т.д. Сбор и обработка научной информации может быть выполнена следующими способами: анкетирование, собеседование, экспертный опрос и т.д., но основой является работа с научно-техническими документами, которая включает поиск, ознакомление, проработку документов и систематизацию информации. Под обработкой данных (информации) будем понимать:
 Рис. 2. Структура ИТ обработки данных Поиск информации выполняется по каталогам, реферативным и библиографическим изданиям. Автоматизация этой процедуры обеспечивается использованием специализированных информационно-поисковых систем (ИПС) библиотек и научно-исследовательских институтов (НИИ), электронных каталогов, поиском в машиночитаемых базах данных (БД), а также с помощью программ поиска в сетях Интернет. В проработке и автоматизации научной информации преобладают операции:
Для создания небольших баз данных (БД) могут быть использованы электронные таблицы (ЭТ). Системы управления БД (СУБД) обеспечивают сортировку, фильтрацию данных и формирование выходных документов. Наиболее распространенными СУБД являются Paradox, dBASE, Fox-Base, FoxPro, Clipper, Informix, Oracle, Access и др. 2.3. Информационные технологии в теоретических исследованиях, в научном эксперименте, моделировании, обработке и оформлении результатов научных исследований Информационные технологии находят широкое применение в реализации задач теоретических исследований (ТИ). Наиболее часто ИТ используют в проведении математических расчетов. Программное обеспечение для данного направления условно делится на следующие категории: 1. Библиотеки программ для численного анализа, которые также делятся на библиотеки общего назначения (пакеты SSP, NAG) и узко специализированные пакеты, ориентированные на решение определенного класса задач (Micro Way - матрицы, преобразование Фурье). 2. Специализированные системы для математических расчетов и графического манипулирования данными и представления результатов (Phaser дифференциальные уравнения, Statgraf – статистический анализ), Eureca, Statistica. 3. Диалоговые системы математических вычислений с декларативными языками, позволяющими формулировать задачи естественным образом (MuMath, Reduce, MathCad, Matlab, Mathematica). 4. Электронные таблицы, которые позволяют выполнять различные расчеты с данными, представленными в табличной форме (Quattro Pro, Lotus 1-2-3, Excеl). В реализации эвристических методов применение ИТ связано с использованием методов морфологического анализа (таблиц), ассоциативных методов (метод каталога, метод гирлянд случайностей и ассоциаций), с помощью которых генерируется большое число вариантов решения задачи, а затем производится их оценка и выбор рационального. В реализации логико-лингвистических методов НИ применение ИТ связано с применением систем с элементами искусственного интеллекта: - это системы автоматизированного перевода (COKPAT, PROMT, Stylus), интеллектуальные ППП и различные экспертные системы. Интеллектуальные ППП дают возможность решать задачи по описанию процесса с помощью непроцедурного языка без программирования алгоритма. При этом система сама формирует матмодель исследования и определяет необходимые программные модули для ее реализации (ПРИЗ, СПОРА, МАВР). Расчетно-логические системы предназначены для коллективного решения общих задач НИ при выполнении локальных задач на отдельных рабочих местах за счет координируемого взаимодействия по каналам связи (Система комплексного планирования ГРАНИТ). Экспертные системы – это программные комплексы, использующие знания в предметной области и способные на их основе с помощью логических (рассуждений) правил формулировать выводы о состоянии системы, основанные на анализе модели представления экспертов о закономерностях её функционирования. ЭС обычно включает: подсистему общения, БЗ с подсистемой накопления знаний, решающий блок, подсистему объяснения. Данные системы наиболее эффективные для анализа процессов и явлений, которые сложно представить матмоделью. Экспериментальные исследования (ЭИ) включают этапы подготовки эксперимента, проведения исследований и обработки результатов. На подготовительном этапе определяются цели и задачи ЭИ, разрабатываются методика и программа его выполнения. На данном этапе ЭИ требует решения задачи определения минимального числа опытов, наиболее эффективно охватывающего область возможного взаимодействия влияющих факторов и обеспечивающего получения их достоверной зависимости. Данная задача решается средствами раздела математической статистики – планирование эксперимента, который представляет необходимые методы для рациональной организации измерений, подверженных случайным ошибкам. Различают обычные и модельные ЭИ. В первом, взаимодействие оказывается непосредственно на объект, во втором – на заменяющую его модель. Метод моделирования объектов и процессов является основным в научном эксперименте. Различают физическое, аналоговое, математическое моделирование. Физическое моделирование выполняется на специальных установках. Для аналогового моделирования используются аналоговые вычислительные машины (АВМ), что позволяет создавать и исследовать модели-аналоги, которые могут описываться одинаковыми дифуравнениями с исследуемым процессом. Математическое моделирование, в широком смысле, включает исследования не только с помощью чисто математических моделей. Здесь используются также информационные, логические, имитационные и другие модели и их комбинации. Применением матмоделей и ИТ реализуется один из наиболее эффективных методов НИ – вычислительный эксперимент, который позволяет изучать поведение сложных систем, которые трудно физически смоделировать. Возможности современных ИТ в области машинной графики, цветовой динамики, мультипликации и т.п., обеспечивают достаточную наглядность результатов. Информация в НИ достаточно часто представляется в табличной форме. Обработка такой информации эффективно выполняется с использованием табличных процессоров или ЭТ. Электронные таблицы применяются на всех этапах выполнения НИ, но наиболее целесообразно их использование при выполнении математических расчетов, математическом моделировании, численном эксперименте и обработке данных. Оформление результатов научных исследований Результаты НИ могут быть представлены в виде отчета, доклада, статьи и т.п., в оформлении которых в настоящее время широко используются средства вычислительной техники. Обычно процесс создания научного документа включает: 1). Подготовку текстовой части, содержащей формулы и спецсимволы. 2). Формирование таблиц и их графическое отображение. 3). Подготовку иллюстраций в виде схем, рисунков, графиков, диаграмм. 4). Грамматический и лексический контроль. 5). Импорт рисунков и графических изображений из других систем. 6). Прямой и обратный переводы. 7). Форматирование документа и печать. Подготовка научных работ насыщенных математическими и др. формулами производится с использованием специальных редакторов для научных документов, таких как: ChiWriter, TCube (T3), TEX (ViTEX), WordPerfect и др. Возможно использование для этих целей системы MahtCAD. Для документов с небольшим количеством формул, таблиц и графиков можно использовать MS Word. Вопросы для самоконтроля:
|
Похожие:
 | Рабочая программа од. А. 09 История культуры Сибири для аспирантов... Соответствует федеральным государственным требованиям к структуре основной профессиональной образовательной программы послевузовского... | | Рабочая программа для аспирантов специальностей 07. 00. 02 «Отечественная история» Рабочая программа дисциплины и темы семинарских занятий |
| Реферат (в свободной форме), то доклад/реферат может быть официально... Региональное отделение Международной Академии информатизации и фгбоу впо московский государственный университет технологий и управления... | | Вычислительные и информационные технологии в науке, технике и образовании – 2013 (вит-2013) Иональный университет им аль-Фараби, нии математики и механики при Казну им аль-Фараби, Национальная инженерная академия Республики... |
| Рабочая программа дисциплины «Информационные системы и технологии в науке и образовании» Федеральное Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | «Информационные технологии в науке и образовании» Что такое Moodle? |
| Рабочая программа для аспирантов специальностей 07. 00. 02 «Отечественная история» Изучение курса педагогики высшей школы направлено на вооружение будущих (и уже работающих) преподавателей вузов необходимыми педагогическими... | | Рабочая программа дисциплины «Компьютерные технологии в современной науке и образовании» Целью дисциплины (модуля) «Компьютерные технологии в современной науке и образовании» является освоение обучающимися основных методов... |
| Рабочая программа для аспирантов специальностей 09. 00. 01 онтология и теория познания Учебный курс (рабочая программа) «Логика научного исследования» для аспирантов очной и заочной форм обучения специальностей 09. 00.... | | Методические указания для аспирантов специальностей 07. 00. 02 «Отечественная история» Вальковская В. В. – д-р филос наук, профессор кафедры философии и политологии фгбоу впо «Дальневосточный институт-филиал ранх и гс... |
| Рабочая программа фд. А. 01. История формирования нефтегазового комплекса... ФД. А. 01. История формирования нефтегазового комплекса Тюменской области в ХХ веке | | Рабочая программа од. А. 08. Современные методы исторического исследования... Соответствует федеральным государственным требованиям к структуре основной профессиональной образовательной программы послевузовского... |
| Рабочая программа по дисциплине информационные системы (технологии)... Рабочая программа составлена на основании Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования для специальностей:... | | Учебно-методический комплекс по дисциплине гсэ. Ф. 03. Отечественная... Гсэ. Ф. 03. Отечественная история для специальностей естественно-географического факультета |
 | Учебно-методический комплекс рабочая программа для аспирантов всех специальностей Рабочая программа для аспирантов всех специальностей, очной и заочной форм обучения. – Тюмень, 2011. 34 стр. Рабочая программа составлена... | | Учебно-методический комплекс рабочая программа для аспирантов всех специальностей Рабочая программа для аспирантов всех специальностей, очной и заочной форм обучения. – Тюмень, 2011. 34 стр. Рабочая программа составлена... |
