Компьютер-Информ || Архив || Рубрики || Поиск || Подписка || Работа || О "КИ" || Карта
Сегодня трудно представить современный образовательный процесс без применения информационных технологий. Пример их неординарного использования в образовании учебники, созданные творческим производственным объединением Северный очаг. Вразработке мультимедийных учебников и пособий активно участвуют школьники и выпускники Лаборатории непрерывного математического образования под руководством И.А.Чистякова.
Главный редактор КИ О.Андронова и научный редактор Н.Каранина обратились к руководителю ТПО Северный очаг проф. С.И.Кублановскому и его заместителю Ж.Ю.Проваторовой с просьбой представить нашим читателям учебники, выпущенные их фирмой, и рассказать о том, как организована работа с подростками.
В.Как была создана ваша
фирма?
О.С 1997 года в рамках
ТПО Северный очаг объединились преподаватели, ученые и методисты. Внастоящее
время костяк фирмы составляют молодые талантливые программисты, аспиранты Санкт-Петербургского
и Балтийского Университетов, а также известные ученые специалисты в области
математики, физики и образования. Среди них Михаил Георгиевич Иванов, директор
Физико-технического лицея при Физтехе; Станислав Исаакович Кублановский, профессор,
ген. директор ТПО Северный очаг; Юрий Владимирович Матиясевич, чл.-корр. РАН
и заведующий лабораторией математической логики СПб отделения Математического
института РАН; Иосиф Соломонович Понизовский, профессор кафедры высшей математики
Российского Гидрометеорологического Университета.
В.Откуда появились школьники?
О. В 1997 году к нам
обратился И.А.Чистяков, который тогда возглавлял Аничков лицей, и рассказал
о своей идее привлекать тех, кто занимается реальной наукой, для работы со школьниками.
На вопрос, о какой работе идет речь, он ответил о научной. Воснове была идея
привлекать к научной работе талантливую молодежь со школьной скамьи. Необходимо
было наладить систему семинаров, не связанную с олимпиадным движением и получением
каких-то грамот и дипломов, а связанную с вхождением ребят в науку. Пусть перед
ними будут ставиться конкретные научные задачи. При этом И.А.Чистяков выдвинул
довольно жесткие требования в течение года написать работу. Мы сначала отнеслись
к этому со скепсисом. Традиционно считается, что для того, чтобы вести научную
работу, нужно отучиться в школе, в вузе, затем в аспирантуре. Авыяснилось,
что вовсе не обязательно тянуть человека через все эти этапы. Можно выбрать
задачу, связанную не с большим объемом знаний, а с талантом, способностью неординарно
мыслить, а такие задачи в математике, особенно в алгебре, есть. Это не значит,
что каждый школьник может получать научные результаты. Унас был достаточно
большой отсев: из 50 человек оставалось 3-4. Но это те, которые прошли все этапы
от школы до аспирантуры, имеют уже несколько научных работ и полноправно работают
с нами дальше. Теперь каждый год новая порция школьников у нас непрерывно на
входе. И.А.Чистяков поставляет таланты, а мы выбираем тех, кто может систематически
работать в математике. Из этих ребят и получаются программисты высокого класса.
В.Над чем работает ТПО
Северный очаг?
О.С 1997 года мы разрабатываем
учебники по двум основным направлениям физика и математика. Математика с первого
до девятого класса, физика с седьмого по одиннадцатый. Адресаты школьники
и их родители, которые вечером с удовольствием пообщаются с компьютером, пытаясь
объяснить что-то ребенку из учебной программы. Вмае 1999 года мы выпустили
первую обучающую программу Физика (версия 2.0).
Среди последних проектов центральное место занимает UMS Универсальный математический решатель. Эта программа позволяет пользователю получить не только ответ введенного примера (взятого из любого источника или придуманного), но и его полное решение со звуковыми комментариями. Посмотреть, как он работает, можно на нашем сайте http://www.umsolver.com в разделе UMS on-line.
С нами начала сотрудничать группа психологов, занимающихся методиками развития и тренировки интуиции. Имы эту методику в первом приближении реализовали в виде игры. Она воссоздана на нашем сайте в разделе ИНЛОИ. Люди любят учиться играя, а не просто работать. Вэтой игре вы оцените свою интуицию. Компьютер выступает как средний интуитивный игрок: вы можете у него выиграть или проиграть.
В.Как построены ваши учебники
по физике?
О.Программа по физике
возникла из той идеи, что молодежь любит игры, зрелища, мультипликацию, голос,
музыку. Атрадиционные учебные программы это гипертекстовая книжка с картинками.
Но если школьники не читают бумажные книги, то надеяться, что они с энтузиазмом
будут листать страницы учебника на экране это утопия. Государство продолжает
тратить бешеные деньги и объявлять тендеры на концепции электронных учебников,
а реального выхода нет. Мы поняли, что за гипертекстовый учебник школьников
не посадить. Гипертекстовые учебники нужны для процесса их создания, а не для
ребят.
Мы решили создать мультимедийный курс физики, в основе которого будет компьютерный фильм. Вспомните, как раньше в школах раз в месяц показывали на уроке кино на проекторах типа Украина. Фильмы из учебного коллектора были черно-белыми, но ребята смотрели их с интересом. Наша студия научно-популярных фильмов делала блестящие ленты. Сейчас ничего этого нет. Асам Бог велел использовать компьютер для этих целей. Компьютерные технологии позволяют сделать красивую управляемую мультипликацию с узнаваемыми героями мультиков и фильмов. Формулы возникают тогда, когда надо, все содержимое анимировано и движется. Нет ощущения, что изучение физики тяжелая и скучная работа.
Сила вектор
Кадр из фильма: Кавендиш находит большое G
В.Каков сейчас объем учебника
по физике?
О.За 5 лет мы сделали
19 серий компьютерных фильмов по 30-50 минут, содержащих первую часть механики.
Они готовятся к выпуску осенью. Всего мы планируем записать более 60 серий.
Они поместятся на DVD. Диск, посвященный решению задач, уже выпущен. Внего
вошли первые 6 фильмов по 25 минут каждый.
В.Был у вас заказчик?
О.Не было. Когда мы
сделали первую версию, ее купил Комитет по образованию для двух районов города.
Это нас поддержало. Теперь ее используют в большем количестве мест: в школах
Москвы, Казани, Сибири, Дальнего Востока, в странах ближнего зарубежья,
так как учителя и школы получили возможность сами закупать обучающие программы.
С1997 года мы проводили семинары для учителей, регулярно участвовали в выставках,
поэтому о нас знают.
В нынешней ситуации нам стало сложнее, потому что непонятен механизм принятия решений. Нет понятия в официальных документах покупка готового продукта, есть понятие разработка продукта. Амы продукт уже сами сделали. Ивообще, создавать программы и реализовывать их это вещи несовместные.
В.Как создаются учебники?
О.Мы разработали программу,
которую назвали Конструктор лекций. Она позволила нам синхронизировать голос
и звук. Мы не воспользовались готовыми решениями, нам нужно было иметь возможность
полностью управлять компьютерными фильмами, то есть понадобились новые решения,
отвечающие таким запросам.
В.Какие стандартные средства
использованы?
О.Язык программирования
Delphi, и 3DMAX для создания графических фрагментов.
В.Кто и как руководит процессом
разработки ПО?
О.Ядро ТПО, его научное
руководство это несколько профессоров математики и физики.
В.Это постановщики задач?
О.У нас нет разделения
на постановщика и программиста, как в старое доброе время. Унас часто он в
одном лице, задачу получает не формализованную, и постановочную часть делает
сам. Имы отбираем ребят именно по способности сделать саму постановку и довести
до конечного результата.
В.Алгоритмы пишут они?
О.По физике задача
состоит не столько в алгоритмической части, сколько связана с методикой преподавания
и содержанием. Что касается математики, то там нужна научная помощь. Но некоторые
задачи по силам нашим молодым участникам и они их доводят до конца.
В.Кто и как оценивает качество
конечного программного продукта?
О.Трудный вопрос. Каждая
лекция является предметом большой дискуссии. Участвуют в обсуждении все. Унас
есть понятие авторский коллектив. Любой член коллектива имеет право голоса,
и он равен голосу члена-корреспондента.
В.Кто разрабатывал алгоритмы
решения задач по различным разделам алгебры в математическом проекте?
О.Они разрабатывались
нашим научным коллективом.
В.Если решение задачи можно
поручить компьютеру, есть ли смысл преподавать ее в школе? Может проще сразу
преподать алгоритм решения?
О.Алгоритмов очень
много. Речь идет не о том, чтобы дать единый рецепт, а о правиле оптимального
выбора: надо распознать, какой метод мы должны применять, почему он приведет
к успеху. Универсальность UMS состоит в том, чтобы препарировать любую школьную
математическую задачу любой степени сложности. Для этого нужно было создать
модуль, который базируется не только на школьных, но и на современных научных
методах.
В.Разработанный вами алгоритм
решения школьных задач достаточно рационален и прост. Захотят ли после этого
школьники утруждаться такого рода задачами?
О.Все зависит от позиции
преподавателя. Раньше учителя требовали наличия решенного домашнего задания.
Теперь для многих учителей главное умеет ли ученик объяснить решение. Компьютер
снимает некоторые проблемы, связанные с коммуникабельностью. Например: не решается
пример, дома помочь не могут, к учителю обратиться школьник стесняется, учителю
некогда, и компьютер безотказно будет объяснять для тех, кто хочет. Если ученики
уважают учителя, они будут учить предмет.
В.Вы можете заменить учителя?
О.Эти опасения высказывают
все. Мы не заменяем учителя, мы даем ученику еще одну возможность узнать что-то
новое. Любое событие несет как положительное, так и отрицательное, и от человека
зависит какую сторону явления выбрать. Мы создали инструмент вопрос в его
использовании. Иэтот вопрос не совсем к нам. Виртуальный учитель или говорящий
компьютер, робот, в конце концов, который будет беседовать на разные темы, должен
быть и будет создан.
Мы в некотором смысле препарировали логику школьного мышления. Нам интересно было научить компьютер думать как очень хороший школьник или очень хороший учитель. Иэта ситуация сама по себе совершенно не тривиальна определить, что такое мышление, и каковы его законы. Эти алгоритмы не являются ценностями, взятыми отдельно от контекста. Мы решали конкретную задачу: научить компьютер решать любые школьные задачи, и нам кажется, что это должно быть востребовано (не только с точки зрения халявы).
В.Каковы ваши планы на
будущее?
О.К программе Универсальный
математический решатель мы относимся, как к своему основному продукту. Мы хотим
научить решатель выполнять любое задание по алгебре и математическому анализу
школьного курса и первых курсов вузов. На это, мы думаем, уйдет еще не менее
двух лет. Программа по математике, в отличие от физики, носит интернациональный
характер. На другие языки физику переводить не просто, там нужен не переводчик,
а человек, живущий в двух средах, с хорошим мышлением. Сматематикой проще:
можно обойтись вообще без языка. Для комментариев к решениям нужно не более
200 предложений, которые на европейские языки переводятся довольно просто. Восточные
языки сложнее, но это тоже возможно. Мы активно ищем людей с предложениями
совместной работы, чтобы внедрять наши программы в разных странах.
В.Ваши продукты должным
образом защищены?
О.У нас защищен сервер
хитрой системой кодирования.
В.Система безопасности
разработана вашими же сотрудниками?
О.Нашими. Они же математики.
Акриптография это один из разделов математики. Поэтому в этом плане мы спокойны.
Мы планируем выпускать и диски, а если здесь будет пиратство, мы будем рассматривать
этот шаг как рекламу.
В.Есть ли у вас какие-то
планы по привлечению талантливых юных программистов?
О.К нам обращаются
многие с просьбой принять талантливых детей. Для нас очень важно, чтобы будущий
член нашего коллектива пришел к нам как можно раньше. Мы хотим сами его вырастить.
Сготовыми программистами сложнее.
В.Не хотите ли вы использовать
выращенный коллектив под другие задачи?
О.Нет. Вэтом случае
мы потеряем свою уникальность. Вэтой сфере мы монополисты, как Вольфрам (см.
КИ 2/2002 Прим. редакции).
АВольфрам занимается еще более узкой частью формированием ответов на задачи, а мы занимаемся формированием решений. Поэтому в этом плане мы гораздо шире. На конференциях нам часто задают вопрос: Странно: у вас лучшие математики и программисты в России, а программы продает Вольфрам?
В.Вы сказали, что сами
выращиваете своих программистов. Есть ли у вас собственные методики по обучению?
Или это эмпирический процесс?
О.Нет, не эмпирический.
Унас есть действующий семинар по современной алгебре в Педагогическом университете
им.Герцена, который посещают все, от мала до велика: и школьники, и студенты,
и аспиранты. Ведь мы готовим не программистов, на самом деле основное это
математика. Если у человека хорошее математическое мышление, то он справится
с любой программной задачей. Отсюда и направление на математическое исследование.
Лучшие программисты это математики. От нас уходят те, кто не видит этого,
кого интересуют только программные вещи.
В.То есть, прикладное графическое
программирование это не к вам?
О.Если это не связано
с творческой математической моделью, это не наше. Наша сила в том, что наши
ребята могут сами себе поставить задачу, структурировать ее, создать модель,
найти оптимальное решение. Имы готовы конкурировать с любыми фирмами, которые
создают обучающие программы.
Известна
формула: T2 = (4p2R2):GM, по которой рассчитывают период обращения спутника
вокруг планеты массой M и радиусом R (вблизи поверхности планеты). Можно посмотреть
на эту формулу и с другой точки зрения, отвлекаясь от способа ее получения.
Слева в этой формуле стоит время, справа размер и масса. Ачто, если применить
эту формулу к какому-нибудь другому телу, не к планете, а, например, к человеку?
Возьмем средние характеристики юноши 14-15 лет: масса 53кг, рост 175см,
и подставим в нашу формулу. После несложных подсчетов получим период, равный
86482 секундам. Это же количество секунд в сутках! Поразительное совпадение.
Ведь в формуле, по которой был рассчитан гравитационный период человека, не
было никакого упоминания о Земле. Что это? Случайность? Попробуем применить
эту формулу не к человеку, а к животным, например, к киту. Подставив средние
характеристики кита, получим тоже сутки! Гравитационный период кита равен человеческому.
Интересно, что и средняя продолжительность жизни кита равна человеческой! Опять
случайность, или некая неизвестная закономерность кроется в этих совпадениях?!
Мы считаем, что это, безусловно, закономерность, ее можно использовать, например,
применяя к себе, любимому. Выразим из нашей формулы массу M через время T и
размер R, будем подставлять вместо времени сутки, а вместо R половину роста,
таким образом мы вычислим идеальную для нас массу. Если реальная масса отличается
от идеальной, то период нашей жизнедеятельности будет отличаться от суток, и
наше тело будет требовать иногда сна днем или еды ночью
Обо всем этом вы сможете узнать, посмотрев компьютерный фильм Закон всемирного
тяготения.
Проект реализован на средства гранта Санкт-Петербурга
КОМПЬЮТЕР-ИНФОРМ
Рубрики || Работа
|| Услуги || Поиск
|| Архив || Дни
рождения
О "КИ" || График
выхода || Карта сайта || Подписка
Рассылка анонсов газеты по электронной почте
Сайт газеты "Компьютер-Информ" является зарегистрированным электронным СМИ.
Свидетельство Эл 77-4461 от 2 апреля 2001 г.
Перепечатка материалов
без письменного согласия редакции запрещена.
При использовании материалов газеты в Интернет гиперссылка обязательна.
Телефон редакции (812) 718-6666, 718-6555.
Адрес: 196084, СПб, ул.Заставская, д.23, БЦ "Авиатор", 3-й этаж, офис 307
e-mail: editor@ci.ru
Для пресс-релизов и новостей news@ci.ru