Семинар

Методические основы научной работы со школьниками

2 февраля 2010 г., БФ ПГТУ

 

Семинар проводится в зале №1 БФ ПГТУ по адресу ул. Тельмана, 7. Вместимость зала примерно 150 человек. Поэтому регистрация на входе в зал будет производиться до того момента, когда количество желающих принять участие превысит 150 человек, при этом преимущество предоставляется тем, кто заранее сообщил о желании принять участие в семинаре (это можно сделать только по электронной почте zxenon@narod.ru). К участию в семинаре приглашаются преподаватели информатики, физики, химии, математики, других естественно-научных дисциплин; преподаватели школ и дополнительного образования, ведущие со школьниками научно- и учебно-исследовательскую работу; мы считаем, что значительная часть материалов семинара будет также полезна для выполнения научных и исследовательских работ в области экономики, экологии, географии, биологии, других дисциплин, связанных с природоведением и естествознанием, возможно – истории, социологии, психологии и т.п.

Темп изложения материала предполагается очень высокий, так как ставится задача охватить достаточно широкий круг вопросов (пусть даже обзорно). Семинар по данной программе проводится впервые, поэтому в зависимости от реального времени изложения, часть вопросов может быть не рассмотрена. Все материалы лекций и практикумов (презентации, файлы со справочной информацией, файлы с дополнительной информацией) можно будет записать на носители слушателей (желательно, «флэшки») по окончании семинара или скачать с сайта Школьной академии информационных технологий http://saitatp.narod.ru.

Большая просьба к участникам – не опаздывать к открытию семинара.

 

Программа семинара

8:30 – 9:00. Регистрация участников.

9:00. Открытие семинара.

 

9:00 – 10:30. Лекция 1. Виды и тематика научных работ (д.т.н., доцент Затонский А.В.).

  1. Система научных званий РФ. Требования к уровню компетенции и решаемые задачи при получении научных званий бакалавра, магистра, кандидата и доктора наук. Учебно-исследовательская и научно-исследовательская работа.
  2. Основные критерии оценки: научная новизна, практическая важность, актуальность. Цель, объект, предмет, гипотеза, задачи работы.
  3. Тематика научных работ. Выбор темы на стыке дисциплин: естественнонаучная дисциплина (физика, химия, экология, экономика, лингвистика, история) – математика (моделирование) – информатика (реализация модели в программном продукте). Примеры возможных тем.
  4. Виды научных работ: реферат, статья, конкурсная работа, квалификационная работа. Перечень ВАК, индекс цитирования.
  5. Выполнение научной или исследовательской работы.
    1. Научное руководство выполнением работы.
    2. Название статьи.
    3. Основные разделы (план) статьи:

                                                               i.      введение;

                                                             ii.      постановка задачи;

                                                            iii.      обзор существующих решений;

                                                           iv.      разработка собственного решения;

                                                             v.      его теоретическое исследование;

                                                           vi.      применение решения на практике;

                                                          vii.      анализ качества решения по экспериментальным данным;

                                                        viii.      выводы и планирование дальнейшей работы.

    1. Терминология, язык изложения, математическая основа работы.
    2. Статистическая обработка результатов исследований. Элементарные средства MS Excel: автоматизация нумерации, статистические функции, использование формул, построение диаграмм.
    3. Процесс написания и правки работы.
    4. Оформление работы:

                                                               i.      УДК, аннотация, ключевые слова;

                                                             ii.      основной текст; использование средств верстки MS Word, MS Equation и других инструментов оформления работы.

                                                            iii.      рисунки и подписи;

                                                           iv.      графики и диаграммы;

                                                             v.      таблицы;

                                                           vi.      список литературы (источников).

    1. Опубликование, общение с редакцией.
  1. Особенности выполнения конкурсной работы, статьи, тезисов, аннотации, реферата.

 

10:30 – 12:00. Практикум. Пример структуризации и повышения научной обоснованности конкретной работы: составление электронного атласа (сайта) территории. Пример взят с конкурса работ 2008 года (д.т.н., доцент Затонский А.В.).

  1. Исходная работа, поступившая на конкурс. Недостатки в целеполагании, выделении задач, средствах реализации, представлении результатов исследований.
  2. Предлагаемый план работы, не содержащей математической (модельной) основы.
  3. Предлагаемый план работы, основанной на математической (модельной) основе.
  4. Перспективы развития работы.

 

12:00 – 13:00. Обед. Работает небольшая столовая (30 посадочных мест). Кроме того, рядом есть столовая по адресу ул. Тельмана, 3 (здание ПФР) и кафе «Глория», Панфилова, 33 (ВОС, рядом с рынком). Подготовка сертификатов для зарегистрировавшихся участников.

 

13:00 – 14:30. Лекция 2. Моделирование в научной деятельности (к.т.н., профессор Беккер В.Ф.).

  1. Общие понятия моделирования, его цели, задачи (прямая, обратная, идентификации) и возможные результаты.
  2. Виды математических моделей. Системный анализ в приложении к моделированию.
  3. Математические модели «черного ящика». Регрессионная модель и ее разновидности. Методы решения задач регрессии разной размерности, в том числе, средствами стандартных математических пакетов. Парная корреляция. Выявление и отброс ошибок эксперимента. Возможности использования регрессионных моделей.
  4. Математические модели «белого ящика». Модели на основе физических, химических и других законов. Модели, приводящие к решению простейших дифференциальных уравнений и методы их решения. Пример модели колебательного движения с учетом сопротивления среды.
  5. Стохастические модели. Имитационный эксперимент. Формирование и проверка гипотез путем имитационного эксперимента. Ограничения и особенности имитационного эксперимента.
  6. Моделирование бизнеса. Структурное моделирование: понятие о методологиях IDEF и ARIS. Модели менеджмента качества.
  7. Понятие об экономических моделях.
  8. Модели экспертных оценок. Группировка, ранговая корреляция, конкордация мнений. Модели обоснованного выбора, формулировка и формализация критерия для его дальнейшей оптимизации.
  9. Решение прямых, обратных, идентификационных и оптимизационных задач с применением моделей. Простейшие методы оптимизации.

 

14:30 – 15:30. Практикум. Реализация регрессионной модели с помощью разного программного обеспечения  (д.т.н., доцент Затонский А.В.).

  1. Пример обработки данных исследований для построения линейной одопараметрической регрессионной зависимости разными способами в MS Excel и оформление результатов
    в MS Word.
  2. Базовая информация о пакетах MathCAD, MatLab, расширенных возможностях MS Excel (в т.ч. использование VBA для реализации моделей и алгоритмов). Пример их использования при построении той же регрессионной модели модели.
  3. Разработка собственного программного продукта. Языки программирования и их особенности, выбор средства реализации модели.
  4. Основные этапы жизненного цикла программного обеспечения. Методы наращивания функциональности, отладки, тестирования, использования программного обеспечения.
  5. Реализация той же модели в среде Delphi.
  6. Методы визуализации результатов расчетов с использованием пакетов прикладных программ и в составе оригинального программного обеспечения.

 

15:30 – до окончания семинара. Круглый стол, обмен мнениями, формирование совместных планов деятельности. Выдача сертификатов зарегистрировавшимся участникам.