Материал по информатике по теме "Применение свободного программного обеспечения в профессиональном образовании"

Свободное программное обеспечение (СПО) — программное обеспечение, распространяемое на условиях свободного лицензионного договора, на основании которого пользователь получает право использовать программу в любых, не запрещенных законом целях; получать доступ к исходным текстам программы как в целях её изучения, так и в целях переработки, распространять программу (бесплатно или за плату, по своему усмотрению), вносить изменения в программу и распространять экземпляры изменённой программы с учетом возможных требований наследования лицензии[1].

Как указано в «Концепции развития разработки и использования свободного программного обеспечения в Российской Федерации» разработка и использование свободного программного обеспечения [2]:

1) оказывает комплексное воздействие и способствует развитию собственной отрасли разработки программ для ЭВМ;

2) расширяет возможности участия российских разработчиков в выполнении работ и оказании услуг для государственных и муниципальных нужд, обеспечивая дополнительные инвестиции в развитие отечественного производителя;

3) предоставляет широкие возможности обеспечения информационной безопасности и технологической независимости;

4) снижает количество нарушений в сфере правовой защиты программ для ЭВМ;

5) предоставляет уникальные возможности для целей образования в области информационно-коммуникационных технологий вследствие имеющей правовую основу возможности свободно изучать документированный исходный код свободных программ для ЭВМ и модифицировать его, в том числе создавать на его базе собственные разработки.

Развитие разработки и использования СПО способствует повышению компетентности пользователей и разработчиков.

Основным преимуществом СПО для целей образования является имеющая правовую основу возможность свободно изучать документированный исходный код свободных программ для ЭВМ и модифицировать его, в том числе создавать на его базе собственные разработки.

В последнее время в рамках государства на предприятиях различного профиля большое внимание уделяется стандартизации деятельности, в том числе это касается и области образования. Федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования третьего поколения, отображающим требования к подготовке специалистов качественно нового уровня, отведено среди обязательных дисциплин, изучаемых бакалаврами направления «Педагогическое образование», место курсам, которые демонстрируют возможности персонального компьютера в моделировании исследовательской и профессиональной деятельности будущих учителей информатики». Такие курсы выполняет следующие функции:

1) расширяет представления студентов о моделировании как методе научного познания,

2) способствует осознанию методологии моделирования в целом как одной из ведущих в познании окружающего мира,

3) осуществляет связь между специальной подготовкой в области информатики и профессионально-педагогической подготовкой,

4) интегративную функцию по отношению к математической, естественно-научной и узкоспециальной подготовке в области информатики,

5) углубляет навыки в области программирования и использования ЭВМ.

Полную информацию смотрите в файле. 

ПРИМЕНЕНИЕ СВОБОДНОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

В ПРОФЕССИОНАЛЬНОМ ОБРАЗОВАНИИ

Христофорова А.В.

ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный педагогический

институт имени М.Е. Евсевьева», Россия

Свободное программное обеспечение (СПО) — программное обеспечение, распространяемое на условиях свободного лицензионного договора, на основании которого пользователь получает право использовать программу в любых, не запрещенных законом целях; получать доступ к исходным текстам программы как в целях её изучения, так и в целях переработки, распространять программу (бесплатно или за плату, по своему усмотрению), вносить изменения в программу и распространять экземпляры изменённой программы с учетом возможных требований наследования лицензии[1].

Как указано в «Концепции развития разработки и использования свободного программного обеспечения в Российской Федерации» разработка и использование свободного программного обеспечения [2]:

1. оказывает комплексное воздействие и способствует развитию собственной отрасли разработки программ для ЭВМ;

2. расширяет возможности участия российских разработчиков в выполнении работ и оказании услуг для государственных и муниципальных нужд, обеспечивая дополнительные инвестиции в развитие отечественного производителя;

3. предоставляет широкие возможности обеспечения информационной безопасности и технологической независимости;

4. снижает количество нарушений в сфере правовой защиты программ для ЭВМ;

5. предоставляет уникальные возможности для целей образования в области информационно-коммуникационных технологий вследствие имеющей правовую основу возможности свободно изучать документированный исходный код свободных программ для ЭВМ и модифицировать его, в том числе создавать на его базе собственные разработки.

Развитие разработки и использования СПО способствует повышению компетентности пользователей и разработчиков.

Основным преимуществом СПО для целей образования является имеющая правовую основу возможность свободно изучать документированный исходный код свободных программ для ЭВМ и модифицировать его, в том числе создавать на его базе собственные разработки.

В последнее время в рамках государства на предприятиях различного профиля большое внимание уделяется стандартизации деятельности, в том числе это касается и области образования. Федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования третьего поколения, отображающим требования к подготовке специалистов качественно нового уровня, отведено среди обязательных дисциплин, изучаемых бакалаврами направления «Педагогическое образование», место курсам, которые демонстрируют возможности персонального компьютера в моделировании исследовательской и профессиональной деятельности будущих учителей информатики». Такие курсы выполняет следующие функции:

1. расширяет представления студентов о моделировании как методе научного познания,

2. способствует осознанию методологии моделирования в целом как одной из ведущих в познании окружающего мира,

3. осуществляет связь между специальной подготовкой в области информатики и профессионально-педагогической подготовкой,

4. интегративную функцию по отношению к математической, естественно-научной и узкоспециальной подготовке в области информатики,

5. углубляет навыки в области программирования и использования ЭВМ.

В лабораторно-практической части курсов используются такие программные математические инструменты и пакеты как Scilab, Maxima, Mathematica, Derive, Maple, Mathcad, Arena, Matlab, Statistica и др. Математические системы – удобный и мощный инструмент, позволяющий решать корректно поставленные задачи, имеют тысячи встроенных библиотечных программ и поразительные возможности для визуализации результатов вычислений. С точки зрения математической культуры становится важным понимание уникальных вариативных возможностей различных инструментов для реализации разных способов решения и форм получения результатов при решении математических задач: методы точные и приближенные, результаты символьные, численные, графические.

Рассмотрим особенности работы в одной из математических систем, например, в системе Maxima [3].

Maxima – математическая система символьных и численных вычислений. Программа работает в консольном режиме и виде оконного приложения. При проведении вычислений, Maxima использует точные дроби, целые числа и числа с плавающей точкой произвольной точности, что позволяет проводить вычисления с очень высокой точностью. С её помощью можно проводить операции с векторами, матрицами, решать задачи дифференцирования, интегрирования, вычисления пределов, разложения в ряд, выполнять преобразования Лапласа, решать обыкновенные дифференциальные уравнения, задачи обработки экспериментальных данных, нелинейные уравнения и системы, строить двух и трёхмерные графики. С помощью системы студентам можно рекомендовать проводить вычисления громоздких математических задач, а также использовать возможности системы как средства проверки результатов аналитических вычислений. На сегодняшний день Maxima – незаменимый инструмент не только на компьютере учёного, но и уникальная программа для использования в учебном процессе при изучении не только курса информатики, но и классического курса высшей математики в вузах.

Например, в системе Maxima можно вычислить сумму ряда – эта задача вызывает затруднения (рис. 1):

Рис. 1. – Вычисление суммы ряда

Приведем алгоритм вычисления предела дробной функции (рис. 2) :

Рис. 2. – Вычисление предела дробной функции

Также можно привести алгоритм вычисления производной, которая занимает немаловажное место в курсе высшей математики (рис. 3):

Вычислить следующие производные

Рис. 3. – Вычисление производных

Привлекают в системе алгоритмы 3D графики. Приведем пример построения эллипсоида (рис. 4):

Рис. 4. – Трехмерный график эллипсоида

Следует обратить внимание, что в Maxima присутствует встроенный макроязык, благодаря чему программа становится практически неограниченно расширяемым инструментом для проведения как численных, так и символьных вычислений. Приведем пример построение графика функций с использованием программирования на встроенном языке системы (рис. 5):

Построить графики функций и

Рис. 6. – Построение графиков функций с использованием встроенного языка программирования

Рассмотренные выше свободные пакеты можно рекомендовать использовать для обработки, моделирования и визуализации данных не только в образовательных, но и в исследовательских организациях. Это позволит использовать в учебном процессе и в научных исследованиях качественные легальные программы. Изучение свободного программного комплекса позволяет не только расширить границы информационно-образовательной среды ВУЗа, среды электронного взаимодействия, но и что не менее важно – сформировать профессиональные компетенции студента.

Литература

1. Сайт Минкомсвязи России [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://minsvyaz.ru/ru/directions/?direction=29

2. Сайт разработчиков АльтЛинукс [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.altlinux.ru/media/conception-spo-in-russia.pdf

3. Сайт системы компьютерной алгебры Maxima [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://maxima.sourceforge.net/ru/