Преимущества концентрической и линейной структуры в биологии: Основные УМК по биологии, краткая характеристика, состав и правила выбора (концентрический или линейный вариант)

Содержание

Как изучают историю в школе: линейная и концентрическая системы

В 2020 году девятиклассники впервые будут сдавать ОГЭ по истории, пройдя курс предмета в рамках линейной системы. Предпосылкой к его внедрению стала инициатива президента РФ по разработке нового стандарта преподавания истории, высказанная в 2013 году. Как учили детей прежде, каковы плюсы и минусы нового подхода, и почему в ОГЭ не будет вопросов про ХХ век − рассказываем в нашей статье.

Есть две системы, по которым выстраивается обучение по любому школьному предмету, в том числе по истории. При линейной системе материал излагают последовательно: ученики изучают исторические события в хронологическом порядке, не возвращаясь к пройденным темам.

При концентрической системе школьники проходят курс истории дважды. До девятого класса изучают события в хронологическом порядке, а в старшей школе упор делается на изучение и анализ различных теорий, трактовок вопроса и работу с источниками. К примеру, если шестиклассник просто знакомится с биографией первых Московских князей, запоминает карты и читает отрывки из летописей, то десятиклассник постигает и сравнивает концепции нескольких ученых-историков о возвышении Москвы. Занимающихся по профильной программе старшеклассников педагоги учат по специально разработанным учебникам.

Линейная и концентрические системы: от дореволюционных учебников до инициативы Владимира Путина

Системы сменяли друг друга несколько раз. До революции в классических гимназиях историю изучали по концентрической системе. Упор делался на прошлое Отечества и античность.

После прихода к власти большевиков настала череда радикальных реформ в образовании. Некоторое время история вообще отсутствовала в расписании. Лишь в 30-х годах предмет вернулся в школу, и в его основу, как пишет М. Т. Студеникин в пособии «Методика преподавания истории в школе», был положен принцип линейности. Возврат к «концентризму» произошел в 1959 году и продолжался до 1964 года. Затем материал преподносился вновь на линейной основе.

В 1993 г. произошел очередной возврат к концентрической системе. Причиной этого стал переход школ на всеобщее девятилетнее образование, а также отход от советской идеологии. Но со временем подход стал вызывать критику, как у педагогов, так и у историков. 

В 2013 г. Владимир Путин на заседании Совета по межнациональным отношениям при Президенте Российской Федерации предложил создать учебник, построенный «в рамках единой логики непрерывности российской истории». 

Вскоре историки представили «Концепцию нового учебно-методического комплекса по отечественной истории». Она была утверждена 30 октября 2013 года на заседании Российского исторического общества. На ее основе началась разработка учебников несколькими издательствами. Проверку выдержали лишь «Дрофа-Вентана», «Просвещение» и «Русское слово».

Как изучают историю сейчас

Переход на линейную систему начался в 2016−2017 годах. В каждом регионе он проходил по-разному. Новый подход внедрялся с трудом из-за отсутствия подробных указаний от Министерства образования. Академия дополнительного образования выпустила методические рекомендации, но официального статуса они не имели. 

В концепции оптимальной была названа модель, «при которой изучение истории будет строиться по линейной системе с 5-го по 10-й классы», а в последний год обучения старшеклассники будут повторять изученное по профильным для поступления в вуз предметам.

Но такая реализация проекта помешала бы синхронизировать события отечественной и всемирной истории. Поэтому в пятом классе начинают изучать историю Древнего мира и античности, а с шестого −  отечественную, как было и раньше.

Линии УМК по отечественной истории и у издательства «Просвещение», и у издательства «Дрофа-Вентана» рассчитаны на учащихся 6-10-х классов. В них входят не только учебники, но и книги для чтения, рабочие тетради, пособия для педагогов. Делается упор на связи между историческими событиями и темами, изучаемыми на других предметах гуманитарного цикла, на изучение духовно-нравственной культуры народов России, а также на «региональный/локальный компонент», то есть на краеведение.

Изучение всеобщей и отечественной истории заканчивается в 10-м классе. В одиннадцатом классе, согласно методической рекомендации, «возможны несколько вариантов изучения истории, а также их сочетания». 

После 2013 года изменения произошли не только в подходах к изучению, но и в правилах аттестации по предмету. На экзаменах прошлых лет были вопросы по истории ХХ века. ОГЭ-2020 будет включать задания на знание истории Отечества только до 1914 года. 

Дискуссия о подходах к изучению истории

Мнения о линейной системе преподавания истории разнятся. Еще в 2005 году в «Российской Газете» появился материал с осуждением концентрической системы. Учителя говорили, что переход к ней дался потом и кровью, и жаловались на нехватку времени для объяснения материала. 

Директор Института всеобщей истории академик РАН Александр Чубарьян заявил: «Историю нужно изучать поэтапно до 11-го класса. Кроме того, необходимо ввести в 11-м классе курсы по основам права, экономики, а также курс по истории мировых религий». 

Министр образования Фурсенко о концентрическом методе выразился еще категоричнее, назвав его «хождением по кругу». Однако в то время главным объектом критики была не школьная программа и системы изучения отдельных предметов, а Единый государственный экзамен. 

В 2013 году, когда «Концепция нового учебно-методического комплекса по отечественной истории» только разрабатывалась, сайт «Русская планета» провел опрос педагогов. Историк из частной школы «Интеллектуал» Александр Кондрашов выступил против линейного метода: «В пятом классе мы обсуждаем древность с детьми, у которых еще нет исторического мышления. И если мы потом к этому времени не вернемся, то они так и будут относиться к древности как к чему-то детскому, хотя там говорится о таких важных вещах, как авторитаризм, демократия». 

Схожее мнение высказал и лидер профсоюза «Учитель» Андрей Демидов, подчеркнув, что большинство педагогов за линейную систему. 

Были и другие точки зрения. 82-летний работающий учитель Семен Моисеевич Меламед  выступил обеими руками за линейный принцип. Отказ от «концентризма» стал для него «радостной новостью». 

Нельзя сказать точно, сколько сегодня учителей за линейный принцип, а сколько против – масштабного социологического опроса никто не проводил. Да и на фоне других проблем, вроде постоянных изменений в ФГОС или бюрократической нагрузки, реформы в преподавании истории не кажутся столь значимыми.

Плюсы и минусы действующего подхода

Главный недостаток линейной системы заключается в том, что ученикам пятого и шестого класса сложно осмыслить материал. Особенно непросто с ранним периодом Отечественной истории, начинающимся с расселения славян и заканчивающимся созданием Великим князем Иваном III централизованного государства. Кроме того, к сдаче ЕГЭ пройдет пять лет с момента знакомства с этим историческим периодом и школьнику вспомнить все, что он изучал в пятом классе и не очень хорошо тогда понял, будет непросто.

Задания из части C Единого государственного экзамена требуют не только знания фактов, но и умения выстраивать суждения с опорой на эти знания. В основу вопросов нередко кладутся трудные, спорные темы, такие как, например, «норманская проблема». При этом на развитии навыков рассуждения педагоги сосредотачиваются только в старших классах. 

Концентрическая система позволяла пройти материал еще раз, изучить его глубже, разобраться в нем и сделать собственные выводы по различным вопросам. При линейной системе изучения истории такой всесторонней проработки материала не предусмотрено.

Однако если педагог не укладывается в разработанный им же контрольно-тематический план, а это случается довольно часто, он имеет возможность остановиться на изучении той или иной темы или сосредоточиться на межпредметных связях. Это несомненной плюс.

Заключение

Концентрическая система имела преимущества перед линейной – к изучению сложных вопросов того или иного исторического периода, их детальному разбору и анализу ученики приступали не в 5-7-х классах, а уже в более старшем возрасте, а значит рассматривали их более осознанно. Кроме того, имея возможность в старших классах вернуться к изучению исторического периода, учитель получал большую свободу в определении, как и когда подавать материал, какие темы оставлять на потом. 

Нынешняя, линейная система таких возможностей не предоставляет. Для ликвидации ее недостатков педагогу необходимо выстраивать индивидуальную работу с учениками, планирующими сдавать ЕГЭ по истории. 

При этом анализ преимуществ и недостатков линейной системы преподавания истории не приведет к ее отмене. Разработка новых УМК и их внедрение обошлись государству слишком дорого, чтобы сразу от них отказываться.

Но какой бы ни была система, уровень подготовки школьника зависит от умения педагога изложить материал и заинтересовать им ученика. 

При подготовке как к ОГЭ, так и к ЕГЭ необходимо ориентироваться на УМК нового стандарта. Учебники более раннего периода, за исключением пособий для старшей школы с профильным изучением истории, уже не актуальны. 

Доклад о выборе учебников биологии..

Министерство образования и науки РД.

ГКУ «ЦОДОУ ЗОЖ»

Доклад

на тему:

«Учебники биологии:

концентрический или линейный курс.

В чем разница?»

Подготовила::

учитель биологии Новомугурухской СОШ

Магомедова П.Н

2018-2019 уч.год.

Учебники биологии: концентрический и линейный курс. В чём разница?»

1. Сравнив перечень предлагаемых линий УМК, опираясь на опыт «преподавания по учебникам Сонина концентрический курс», мы пришли к выводу , что линейная форма (синяя линия) удачная, более доступная, позволяет дать более глубокие и прочные знания детям.

Да, все предлагаемые учебники требуют доработки , вмешательства видения и опыта самого специалиста-педагога, болеющего за свой предмет, и за качество знаний учащихся.

Линейная программа предполагает последовательное прохождение предмета с постепенным повышением уровня сложности материала от года к году.

Тому, кому не нужно, не интересно, продолжают механически заниматься по тем же , навязанным когда-то нам учебникам, или по тем, которые получает школа, несмотря на содержание и последовательность преподносимого материала.

2. Концентрический курс или «красная линия »-это, всего лишь, измененная обложка и размер тех же больших книг Сонина, которые и сейчас достают нас во сне..

Концентрический курс — это поверхностное знакомство с биологией.. Эта программа предлагает сжатое прохождение всего материала до 9 класса, а затем углубленное его изучение в старших классах. Оно идеально подходит для учеников, которые не собираются идти на биологические специальности. Сложный язык, тяжелая доступность, преподносимость материала для учеников, особенно для наших сельских детей….

Серьезное системное изучение курса анатомии и физиологии в 8 классе и изучение общей биологии в 9 очень сложно, с недостаточной развитостью соответствующего типа мышления у школьника 14-15 лет. . Для понимание сущности процессов, протекающих в живом организме, необходимы знания в области химии и физики, которых пока нет у детей этого возраста

Изучив «синюю линию»,с 5 — по 9 класс, мы пришли к выводу, что отсутствующий в 9 классе раздел «Генетика» ( 10 часов), можем распределить на конец 8-го и начало

9 класса. А остальной материал ,вопросы курса общей биологии в линейной системе распределены по всем разделам биологии 5-9 классов. В любом случае, мы итак дополнительно занимаемся с детьми подготовкой ГИА и ЕГЭ…

Таким образом, я разработала и свою рабочую программу.

И к концу 9 класса 100% выполняем программу..

Подходы

Структура

Системно-структурный (разделы)

Функциональный (разделы)

Концентрическая система

1.Растения,бактерии ,грибы лишайники.

2.Животные

3.Человек и его здоровье

4.Общие биологические закономерности.

1.Живой организм .

2.Многообразие организмов

3.Человек и его здоровье

4.Общие биологические закономерности

Линейная

система

1.Растения ,бактерии грибы, лишайники.

2 животные

3.Человек и его здоровье

1.Живой организм

2.Многообразие организмов.

3.Человек и его здоровье

Варианты структуры систематического курса биологии в 5-9 классах

Концентрическая линия заканчивается в 9 классе курсом «Биология. Общие закономерности», а линейная – курсом «Биология. Человек».

Подходы

Структура

Системно-структурный (название линии)

Функциональный

(название линии)

Концентрическая (авторы)

1.Пасечник В.В.(Дрофа)

2.ПономарёвИ.Н.(Вентана-Граф)

3.СуховаТ.С. Живая природа (Вентана — граф)

4.Романова Н.И. Ракурс (Русское слово).

5.Беркинблит М.Б.(Бином)

1.Пасечник В.В. «Линия жизни» (Просвещение)

2.Сивоглазов В.И. Навигатор (Дрофа)

3.Сонин Н.И. Сфера жизни(Дрофа)

4.Сухорукова Л.Н.Сфера

Линейная

(авторы)

1.Никишов А.И (Владос)

2. Рокотова Д.И. (Академкнига)

3.Пономарёва И.Н.(Вентана -граф)

1.Сонин Н.И . Живой организм

Расположение авторов, относительно первой таблицы.

Новый федеральный перечень. Рекомендации для учителей. Биология. Химия. Экология


Обращаем ваше внимание на то, что Приказ Минпросвещения № 632 — это дополнение к Приказу № 345. Поэтому, если в Приказе № 632 от 22 ноября 2019 года вы не увидели учебники, которые должны быть в федеральном перечне, обратитесь к Приказу № 345 от 28 декабря 2018 года.

Биология, экология, химия


Скоро мы проведем серию предметных вебинаров, на которых подробно расскажем о каждой линии УМК, вошедшей в федеральный перечень. Следите за новостями и не пропустите важный эфир!


17 января 14:30 (мск)
Изменения в ФПУ. Линии УМК по биологии, экологии, естествознанию: структура, содержание, ресурсы

24 января 16:00 (мск)
Изменения в ФПУ. Новый УМК линейного курса биологии для 5-9 классов Пасечника В.В.

29 января 16:00 (мск)
Изменения в ФПУ. Новые возможности преподавания экологии в основной и старшей школе


Сегодня в обновленном перечне 417 изданий корпорации «Российский учебник». 117 из них вернулись, а 61 — впервые включены в ФПУ.



«Вернулся в перечень учебник базового уровня для 10-11 класса И. Н. Пономаревой. Это отличная новость для учителей, которые преподают сейчас в 9 классе.


Другой известный учебник — под редакцией В. В. Пасечника для 5-9 классов. В ФПУ сейчас он представлен в линейной структуре. Это более актуальный вариант линейки по сравнению с концентрической.


Вернулся в перечень учебник Т. С. Суховой «Живая природа» для 5-9 классов и учебник Н. И. Сонина углубленного уровня для 10-11 классов.


По химии для 10-11 классов вернулись учебники О. С. Габриеляна.


Новинка — учебники экологии для основной школы, которые теперь есть в перечне. Впервые линейка по экологии для 6-9 классов включена в ФПУ. Учебник обладает множеством преимуществ: его можно использовать и на уроках биологии, и на внеклассной работе, он содержит практико-ориентированные тексты и обладает межпредметными связями: с химией, физикой, биологией. Книга формирует экологическое сознание, которое так актуально сегодня».


Руслан Григорьевич Гагкуев, Андрей Александрович Баранов




В случае возникновения вопросов обращайтесь, пожалуйста, по адресу [email protected] или [email protected]

ЭНЦИКЛОПЕДИЯ УЧИТЕЛЯ ИНФОРМАТИКИ.I. Дидактика и информатика


ЭНЦИКЛОПЕДИЯ УЧИТЕЛЯ ИНФОРМАТИКИ



3. Дидактическая спираль

Линейные и концентрические построения учебных
программ

Содержание учебных предметов и
частично методика их преподавания
конкретизируется в учебных программах, которые
представляют собой документы, устанавливающие
состав, последовательность предъявляемого к
изучению материала по каждому предмету с
распределением его по годам обучения, по
разделам и темам. По каждой теме указываются
объем знаний, способы деятельности. Программа
определяет результаты обучения, межпредметные
связи, опорные знания, необходимые для изучения
раздела или темы.

Исторически сложились две основные
системы построения учебных программ
линейная
и концентрическая.

Первая из них более проста: она
предполагает последовательное изучение
материала
, как правило, без возвращения к
изученной теме. Такое построение логично и
экономно, но не дает в должной мере обеспечить
глубину проработки, особенно в младших классах.
Линейные программы используются главным образом
в небольших (по объему понятий) и коротких (по
времени) курсах, вмещающихся в один учебный год.

В концентрических программах курс
реализуется в виде двух или более концентров. Концентры,
каждый из которых представляет собой
относительно автономный полный курс, строятся
для нескольких возрастных контингентов
школьников, последовательно изучающих единую
систему концентрических курсов, постепенно
расширяя их кругозор в изучаемой предметной
области
. В каждом концентре учащийся
возвращается к базовым понятиям и основным
законoмерностям этой предметной области.

По мере взросления и развития учащиеся
переходят от концентра к концентру, накапливая и
фундаментальные знания, и практический опыт их
использования.

Система концентров связана с затратой
существенно большего учебного времени. Вместе с
тем она открывает возможности более глубокого
освоения и более прочного закрепления знаний.

Представление о дидактической
спирали, примеры

Когда имеются две различные системы,
часто рождаются компромиссные идеи, которые
порождают новую систему, объединяя достоинства и
минимизируя недостатки обеих исходных систем.
Так, из синтеза линейной и концентрической
систем возникла широко распространенная сейчас
система, получившая название дидактической
спирали
. Дидактическая спираль отличается от
обычной концентрической системы планирования
учебного материала непрерывностью перехода
между концентрами
. Поэтому дидактическая
спираль как система построения учебных программ
и организации учебного процесса нашла свое место
в больших многолетних курсах, составляющих
основу непрерывного образования. Такова,
например, математика. Начальная школа и
центральные классы средней школы (основная
школа), оперируя целыми и рациональными числами,
составляют первую ветвь дидактической спирали, в
старших классах (базовая школа), где вводятся
вещественные и комплексные числа, понятие
предела и элементы математического анализа,
математика поднимается на следующую ветвь
спирали, в выпускных и профильных математических
классах (и далее в высшей школе) начинается
следующая ветвь дидактической спирали —
дифференциальное и интегральное исчисление.

Такова биология с ее различными
предметными компонентами: после начального
курса естествознания в основной школе изучаются
отдельные биологические дисциплины — ботаника,
зоология, анатомия — с тем, чтобы в профильном
уровне образования прийти к единой науке —
биологии — с богатым багажом понятий и знаний,
накопленных на предыдущем витке дидактической
спирали.

Такова и история, в которой начальная
ветвь дидактической спирали построена из серии
отдельных (впрочем, содержательно продуманных и
выстроенных в методическую последовательность)
рассказов из истории своей Родины и родного края,
обсуждаемых в младших классах. Следующую ветвь
спирали составляют ряд курсов, прослеживающих
хронологические эпохи человеческой цивилизации
— от Древнего мира, через Грецию и Рим, к
Средневековью и новой истории. Наконец, в
выпускных профильных классах школьники выходят
на новую ветвь спирали, где они могут
ориентироваться не только в новейшей истории, но
и в общих социальных проблемах развития
человеческого общества.

Легко видеть, что дидактическая
спираль непосредственно увязывается со
структурным делением любого протяженного
непрерывного образовательного курса на три
компоненты — пропедевтическую, базовую и
профильную. Такая связь компонент — витков
дидактической спирали — подтверждена
образовательным стандартом.


Дидактическая спираль курса информатики

В школьном курсе информатики все три
перечисленные витка дидактической спирали
присутствуют или, во всяком случае, должны
присутствовать8. В силу этого необходимо
осознавать, что педагогические задачи,
возникающие на каждой ветви спирали, отличаются
друг от друга практически во всех категориях
учебного процесса — целях, содержании, формах,
средствах и методике.

Известно, что цели (система
формируемых у учащегося знаний, умений, навыков,
компетенций) на трех витках дидактической
спирали информатического образования различны.

Отличаются эти ветви и содержанием
обучения: системы команд, алгоритмы,
непосредственно и программно управляемые
исполнители — на пропедевтическом витке,
структуры данных и управляющие структуры в
алгоритмике и модульные системы в
информационных технологиях — на базовом,
языковые системы процедурного и
объектно-ориентированного программирования —
на профильном.

Игровые формы, увлекающие младших
школьников, заставят скучать старшеклассников,
которые испытывают потребность в схематизации и
абстрагировании знаний.

Несравнимы и средства: у младших —
программные исполнители и роботы, у старших —
многоязыковые высокоуровневые платформы.

Как следствие, сильно разнятся
методики: зачастую опытный учитель, работающий
со старшеклассниками, смущен и стеснен, когда ему
приходится работать с малышами.

Важно отметить, что переход от одного
витка к другому не только обоснован (например,
требованиями возрастной психологии), но и
управляем. Так, при обсуждении непрерывного
школьного курса информатики не возникает вопрос
о включении в такой курс элементов
программирования и, в частности, знакомства с
языковыми системами программирования. Вместе с
тем на первом витке спирали непрерывного
школьного информатического образования — в
пропедевтическом курсе информатики —
программирования нет (хотя в ряде экспериментов
не только не отрицается возможность изучения и
освоения начал программирования младшими
школьниками, но и включаются уроки
программирования на языках). Отсутствие
механизмов программирования в продуманном
пропедевтическом курсе не случайно (см. “Пропедевтический
курс информатики”
): понятие переменной
величины, ее имени, типа и значений, лежащие в
фундаменте программирования, так же, как
управляющие структуры и структуры данных,
требуют того уровня психической зрелости,
которая может быть сформирована к базовому курсу
— к восьмому или, в лучшем случае, седьмому
классу. Первый виток спирали методично готовит
школьников к введению столь ответственных
понятий с помощью алгоритмов, их видов и свойств,
с помощью исполнителей и их систем команд, с
помощью умений поиска информации и обнаружения
объекта в множестве по задаваемому признаку.

Основные понятия информатики базового
уровня могут быть усвоены с помощью языковых
средств учебно-ориентированных языков или структурнопроцедурных
языков высокого уровня (Рапира, КуМир, Паскаль),
но для перехода на следующий уровень
информатического образования — профильный —
сегодня уже необходимо программное обеспечение,
базирующееся на новых концепциях — объектно-ориентированном
программировании
.


Дидактическая спираль темы в курсе

Среди других школьных дисциплин
информатика привлекательна тем, что
дидактическая спираль в ней используется не
только в организации непрерывного курса, но даже
внутри ее отдельных (достаточно объемных) тем.
Вот характерный пример — тема редактирования
текстовой информации. Она начинается на
пропедевтическом уровне. Например, в известной
программно-методической системе Роботландия
основным инструментом темы становится
адаптированный учебный редактор Микрон. Это
простой моноширинный редактор, ограниченность
средств которого вызывает снисходительную
улыбку специалиста по технологии обработки
текстовой информации. Но не следует забывать, что
к восхищающему детей Микрону они пришли после
знакомства со строковым редактором (в частности,
с полями ввода команд в исполнителях и
тренажерах). И вот они выходят на широкий простор
полного экрана! В действительности здесь так
много новых форм работы, что дети не теряют
интерес к возможностям Микрона в течение
сравнительно долгого времени. И потребуется
новый стимул, чтобы они сменили свое увлечение.
На типовой задаче контекстной замены, часто
встречающейся в повседневной жизни, возникает
трудность (задуманная разработчиками Микрона): в
этой программе есть операция контекстного
поиска информационного объекта, но нет операции
замены.

Методика темы текстового
редактирования построена так, чтобы учитель
приводил детей к такой задаче в тот момент, когда
созревала потребность в более совершенном
инструменте. На уроках появляется МикроМир —
учебно-ориентированный текстовый редактор с
возможностями многооконной обработки, с
использованием блочных структур, с таблицами и
возможностью обработки табличных данных, с
макросами и…, конечно, с контекстной заменой.
Большое количество фундаментальных понятий из
области обработки текстов и общих приемов
информационного редактирования осваиваются в
МикроМире. Но позднее, когда возникает
необходимость показать важность единого
интерфейса в разных технологических системах,
назревает переход к очередному витку темы, когда
школьники знакомятся с профессиональным
редактором Word.

Обратите внимание на расположение
трех текстовых редакторов — Микрон, МикроМир и
Word — в школьном курсе информатики: первый из них
работает на пропедевтическом витке
дидактической спирали непрерывного курса,
второй — на следующем витке, в базовой школе, Word
— начинается на переходе со второго витка на
третий, в начале профильного курса информатики.
Это позволяет обучать школьников информационным
технологиям не как рецептуре кнопочных приемов,
а как дисциплине, формирующей мировоззрение. В
теме “Редактирование текстовой информации”
закладывается база для изучения других
технологических инструментов и закрепляется
фундамент из освоенных ранее умений и навыков
операционного стиля мышления. Исходя из такой
дидактической оценки технологии обработки
текста, учителю полезно продумать классификацию
понятий, механизмов и операций новой темы. (Важно
подчеркнуть, что обсуждаемая классификация
полезна не столько для конкретных методических
рекомендаций по передаче новой учебной
информации учащимся, сколько для формирования у
учителя отчетливого представления об
инвариантах текстового редактирования, другими
словами, о месте и способах представления
изучаемой темы в общей методике
информатического образования.)

К первой категории относят наиболее
общие понятия и методические приемы, которые
являются инвариантными, едиными для всех
редакторов информации, независимо от вида ее
представления. На рисунке инварианты
информационного редактирования
показаны как
ядро изучаемой в начальной школе темы
редактирования информации.

Структура категорий редактирования

Инварианты редакторов информации в
качестве базы для аналогий используются в
непосредственно следующей за Микроном теме
редактирования графической информации, а
позднее — и в теме музыкальной информации.

Вторую категорию образуют понятия и
операции, учитывающие особенности текстового
представления информации и являющиеся общими
для всех текстовых редакторов, независимо от их
назначения и уровня сложности. Здесь они названы базовыми
операциями редактирования текстов. К базовым
операциям редактирования текстов необходимо
будет обращаться не только при изучении Микрона,
но и на последующих этапах непрерывного
информатического образования при изучении
других инструментов редактирования текстов (как
учебных, так и профессиональных).

Наконец, к третьей категории относят
специфические особенности текстового редактора
Микрон. Именно в таких особенностях отражается
ориентация программного продукта на конкретную
предметную область — методику курса раннего
обучения информатике.

Понимание классификации механизмов
редактирования текста, их разделения на
инварианты информационного редактирования,
базовые операции рассматриваемого редактора как
типового представителя средств обработки текста
и, наконец, специфические особенности
конкретного редактора позволяет учителю
правильно ориентироваться в дидактической
спирали темы, а также в использовании аналогий
при изучении “параллельных” тем —
редактирование графической и музыкальной
информации, обработка числовой информации.

В дидактической спирали отдельной
темы могут предусматриваться средства
стимулирования для перехода на следующий виток
дидактической спирали. Вот как, например, решался
вопрос о таком переходе в первой отечественной
двухкомпонентной программно-методической
системе “Школьница” [8], состоявшей из Робика —
языка управления роботами-исполнителями и
Рапиры — учебно-ориентированного языка
структурного программирования. Школьники
начальной школы осваивали методы
непосредственного и программного управления
роботами-исполнителями в Робике до тех пор, пока
в заданиях роботам не начали появляться
вычисления арифметических выражений (задача,
хорошо знакомая учащимся по школьным урокам
математики). И в этой новой ситуации для
вычислений предлагалась выросшая из Робика
система команд, где сложение с присваиванием
результата записывалось так:

СЛОЖИТЬ ЗНАЧЕНИЕ В ЯЧЕЙКЕ ПО ИМЕНИ А

СО ЗНАЧЕНИЕМ В ЯЧЕЙКЕ ПО ИМЕНИ Б И

ПОМЕСТИТЬ РЕЗУЛЬТАТ В ЯЧЕЙКУ ПО ИМЕНИ Д

Такая команда ошеломляла школьника (не
представляющего пока возможности компактных
записей в языках программирования) своей
громоздкостью.

Важность такой команды хорошо видна,
это начало освоения понятия переменной. И хотя,
работая по принципу свертывания синтаксических
конструкций, можно постепенно перейти к более
коротким формам той же команды:

СЛОЖИТЬ А С Б ПОМЕСТИТЬ В Д

— все же настоящее удовлетворение
школьников приходит тогда, когда учитель
предлагает воспользоваться новым средством —
языком Рапира, где вычислительная формула
записывается почти так же, как на уроке
математики:


А + Б –> Д


8 В действительности во внутрипредметном,
информатическом стандарте предусмотрена еще
одна, не столько научно-дидактическая, а скорее,
организационная классификация компонент
структуры управления образованием — федеральная,
региональная и школьная. В рамках этой
второй классификации многие принципиальные
проблемы развития образования — материальные
ресурсы, стратегия подготовки кадров, методы
принятия решений — вынесены с научного уровня на
уровень административный, что не может не
приводить к болезненным коллизиям в системе
образования. Например, вопрос о постановке курса
раннего обучения информатике (пропедевтического
курса) в конкретной школе отдан в сферу
ответственности директора школы (а не в сферу
научных, дидактических аргументаций раннего
обучения информатике), что в условиях
нормативно-подушевого финансирования школ
заставляет директора школы (особенно сельской
малокомплектной школы) принимать конъюнктурные,
а не научно обоснованные решения.

Продолжение

Линия УМК И. Н. Пономаревой. Биология (Концентрическая) (5-9)


Содержание учебников распределено в соответствии с концентрическим принципом: в рамках курса с 5 по 8 класс последовательно изучаются блоки «Растения», «Животные» и «Человек», а в 9 классе раскрываются общебиологические закономерности. В 5 классе происходит знакомство с новым предметов, школьники узнают о разнообразии форм жизни на Земле, о взаимосвязях организмов и среды обитания, о влиянии человечества на живую природу. Учебники для 5 и 6 класса предполагают, что изучение биологии отводится 1 час в неделю, пособия для 7–9 классов рассчитаны на 2 урока в неделю. Практические работы помогут развить прикладные навыки, а рабочие тетради — разнообразить формы работы, проконтролировать усвоение знаний.


Программа курса биологии в основной школе даётся с двумя вариантами планирования. Концентрический курс предполагает последовательное изучение традиционных блоков «Растения», «Животные», и «Человек». При этом общие биологические закономерности изучаются отдельным блоком в 9 классе.


Распределение содержания по годам обучения в данной линии учебников осуществляется следующим образом:

  • Учебник «Биология. 5 класс» И. Н. Пономаревой, И. В. Николаева, О. А. Корниловой рассчитан на изучение биологии 1 час в неделю. Он представляет собой введение в биологию и содержит общие представления о разнообразных формах жизни на Земле, о взаимосвязях организмов и среды обитания, о роли человека в живой природе.
  • Учебник «Биология. 6 класс» И. Н. Пономаревой, О. А. Корниловой, В. С. Кучменко рассчитан на изучение биологии 1 час в неделю и посвящен изучению растений.
  • Содержание учебника «Биология. 7 класс» В. М. Константинова, В. Г. Бабенко, В. С. Кучменко, который рассчитан на изучение биологии 2 часа в неделю, посвящено изучению животного мира.
  • Учебник «Биология. 8 класс» А. Г. Драгомилова, Р. Д. Маша содержит сведения о строении и функциях человеческого организма. На изучение этого курса отводится 2 часа в неделю.
  • Учебник «Биология. 9 класс» И. Н. Пономаревой, О. А. Корниловой, Н. М. Черновой) , рассчитан на изучение биологии 2 часа в неделю . Учебник обобщает и углубляет ранее полученные знания об общих биологических закономерностях.


В учебники включены лабораторные и практические работы, позволяющие подтверждать теоретические сведения на практике, закреплять полученные знания и развивать практические навыки и умения.


Рабочие тетради содержат задания, позволяющие учителю организовывать разнообразную работу учеников, формировать основные биологические понятия, эффективно осуществлять контроль знаний.


В содержание методических пособий включено планирование курса биологии, методические рекомендации к темам и урокам, а также материалы, необходимые для организации учебно-исследовательской и проектной деятельности обучающихся.

Линия УМК Н. И. Сонина. Биология (концентр., красная) (5-9)


Курс построен по концентрическому принципу, с 5 по 9 класс у школьников формируется целостная биологическая картина мира. Изучение предмета начинается с пропедевтического курса «Введение в биологию», затем рассматриваются разнообразие, строение и жизнедеятельность живых организмов, изучаются различные формы жизни — от бактерий до человека. Курс завершается знакомством с законами жизни на всех уровнях ее организации, в том числе с основными понятиями генетики, селекции, цитологии, теории эволюции. В пособия включены материалы о практическом значении изучаемых объектов, задания для лабораторных занятий и работы с гербариями и коллекциями. Задания имеют разные уровни сложности, направлены на формирование универсальных умений и навыков.


В соответствии с концепцией и требованиями Федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования (ФГОС ООО) издательство «Дрофа» переработало существующие и создало новые линии учебно-методических комплексов по биологии. Учебники соответствуют ФГОС, входят в УМК «Сфера жизни», построенный по концентрическому принципу.


Изучение биологии начинается с учебника Н. И. Сонина, А. А. Плешакова «Биология. Введение в биологию. 5 класс». Вводный курс в 5 классе выполняет пропедевтическую функцию. Учащиеся узнают, чем живая природа отличается от неживой, получают общие представления о структуре биологической науки, ее истории и методах исследования, царствах живых организмов, средах обитания, нравственных нормах и принципах отношения к природе.


В учебнике Н. И. Сонина «Биология. Живой организм.6 класс» рассматривается разнообразие живых организмов, их отличиях от объектов неживой природы, вопросы строения и жизнедеятельности организмов, принадлежащих к разным царствам природы,закладывается фундамент общебиологических знаний, опираясь на который в 7–8 классах изучают все многообразие живого мира – от растений до человека. Разделение материала учебника 6 класса на основной и дополнительный позволяет использовать этот учебник и на 1, и на 2 часа в неделю.


Учебник «Биология. Многообразие живых организмов. 7 класс» авторов В. Б. Захарова и Н. И. Сонина содержит материал о строении, жизнедеятельности и многообразию бактерий, грибов, растений, животных, вирусов, принципах их классификации. Учащиеся узнают об эволюции строения живых организмов и о индивидуальном развитии. Курс рассчитан на 2 часа в неделю.


В учебнике «Биология. Человек. 8 класс» авторов Н. И. Сонина, М. Р. Сапина раскрывается биосоциальная природа человека, даются обзор основных систем органов, сведения о процессах жизнедеятельности и особенностях психической деятельности человека, о месте человека в природе. Курс рассчитан на 2 часа преподавания в неделю.


В 9 классе предлагается к изучению вводный курс общей биологии . Учебник «Биология. Общие закономерности. 9 класс» С. Г. Мамонтова, В. Б. Захарова, И. Б. Агафоновой, Н. И. Сонина знакомит с основными законами жизни на всех уровнях ее организации. В курс также включены основы цитологии, генетики, селекции, теория эволюции.Курс рассчитан на 2 часа преподавания в неделю.


Современное оформление, включение в материал многочисленных слайдов и микрофотографий, использование дополнительной информации значительно расширяет возможности учебников.


Практико-ориентированная направленность обеспечивается, с одной стороны, включением в текст материалов о хозяйственном, экологическом и медицинском значении изучаемых объектов, а с другой стороны, использованием вопросов и заданий, направленных на постановку простейших опытов, проведение наблюдений, работу с гербарными экземплярами, коллекциями и живыми организмами.


Методические аппараты учебников представлены заданиями разного уровня сложности, в том числе способствующими достижению метапредметных и личностных результатов. Рабочие тетради содержат множество разноуровневых заданий, позволяющих учителю эффективно развивать универсальные умения и навыки, формировать основные биологические понятия, осуществлять контроль знаний. Работа с тетрадью поможет учащимся лучше освоить содержание курса.


Тестовые задания предназначены для закрепления, проверки и оценки знаний.Также их можно использовать в процессе обучения для активации познавательной деятельности учащихся.


В тетради для лабораторных работ и самостоятельных наблюдений представлены лабораторные и практические работы, которые можно выполнять на уроках и дома; задания исследовательского характера — наблюдения, эксперименты, а также познавательные задачи, которые помогут обобщить изученный материал, проявить творческие способности. Тетрадь для оценки качества знаний включает различные виды заданий, вопросы для проверки и оценки качества знаний в соответствии с темами курса. Учебное пособие может быть использовано как на уроках, так и при самоподготовке.


Структура и содержание методических пособий соответствует структуре и содержанию учебников. В содержание методических пособий включены программы и планирование курса биологии, подробные разработки уроков, включающие цели, основное содержание темы, планируемые результаты урока ( личностные, метапредметные, предметные), необходимое для урока оборудование и дополнительную методическую информацию для учителя.


Важной составляющей УМК являются электронные формы учебников (ЭФУ), полностью соответствующие требованиям Министерства образования и науки РФ. ЭФУ содержат многочисленные информационные ресурсы, представленные иллюстрациями и слайд-шоу, анимациями и видеосюжетами. Итоговые тесты служат для контроля знаний, а практические тренажеры с возможностью просмотра ответов позволяют учащимся осуществлять самоконтроль. Красочность и интерактивность визуальных объектов способствует детальной и эффективной проработке материала, позволяют значительно расширить образовательное пространство, делают учебный процесс более интересным и увлекательным.

Линия УМК В. В. Пасечника. Биология (5-9) – издательство Дрофа – Вентана-граф


В линии УМК последовательно раскрываются все разделы биологии, входящие в школьный курс. Учебник 5 класса знакомит с многообразием живых организмов, их средой обитания и основными экологическими факторами. В 6 классе школьники узнают о покрытосеменных растениях, их жизнедеятельности и роли в хозяйстве, а в 7 классе — получат основные представления о зоологии, взаимосвязях строения органов и систем, эволюцией, средой обитания и образом жизни животных. Учебник для 8 класса содержит сведения о строении и функциях человеческого организма, гомеостазе и психологии, также уделяется внимание вопросам гигиены и оказания первой помощи.


Знакомство у курсом биологии начинается с учебника В. В. Пасечника «Биология. Бактерии, грибы, растения. 5 класс», на 1 час в неделю. В процессе изучения материала у учащихся формируются понятия о многообразии живых организмов, их среде обитания, основных экологических факторах.


Учебник «Биология. Многообразие покрытосеменных растений.6 класс» В. В. Пасечника является логическим продолжением курса 5 класса. Он рассчитан на 1 час в неделю. Из этого учебника учащиеся узнают об особенностях строения, процессах жизнедеятельности, многообразии и классификации покрытосеменных растений, а также об их роли в природе и жизни человека.


Курс биологии продолжает учебник В. В. Латюшина «Биология. Животные. 7 класс». Он знакомит с многообразием животных, их средой обитания, образом жизни, биологическими и экологическими особенностями изучаемых групп, с эволюцией строения, взаимосвязью строения и функций органов и их систем у животных, с индивидуальным развитием и эволюцией животного мира. Учебник может быть использован на 2 часа в неделю.


Учебник Д. В. Колесова, Р. Д. Маша, И. Н. Беляева «Биология. Человек. 8 класс» рассчитан на 2 часа в неделю. Он содержит сведения о строении и функциях человеческого организма, о гомеостазе, высшей нервной деятельности и психологии человека. Особое внимание уделено вопросам гигиены и доврачебной помощи.


Учебник В. В. Пасечника, А. А. Каменского, Е. А. Криксунова, Г. Г. Швецова «Введение в общую биологию. 9 класс» обобщает современные знания о жизни и об уровнях ее организации, раскрывает мировоззренческие вопросы о происхождении жизни на Земле, углубляет понятия об эволюционном развитии организмов. Обучающиеся получают знания основ цитологии, генетики, селекции, теории эволюции. Учебник рассчитан на 2 часа в неделю.


Задания в рабочих тетрадях предназначены для самостоятельных работ обучающихся с целью лучшего усвоения, систематизации знаний, полученных при чтении учебника. В тетрадь включены репродуктивные и творческие вопросы в виде познавательных задач, таблиц, схем, рисунков и кроссвордов, тестовые задания для подготовки к ОГЭ и ЕГЭ.


Структура и содержание методических пособий соответствуют структуре учебника. Пособие содержит тематическое планирование, поурочные разработки, которые включают в себя указания задач урока, планируемых результатов (предметных, метапредметных, личностных), основных понятий урока, деятельности учащихся и методические рекомендации по организации учебного процесса.


Соответствует ФГОС.

Структура ядра

Ядро — это самая крупная органелла, обнаруженная в клетках животных, часто занимающая до десяти процентов от общего объема клетки. Эти плотные, несколько сферические органеллы заключены в двойную мембрану, состоящую из двух слоев липидов. Эта мембрана регулирует прохождение материала в ядро ​​и из него.

Маленькие поры ядерной мембраны состоят из множества белков, которые служат проходами через оболочку. Этих пор может быть от пятидесяти на ядро ​​в организме, таком как дрожжи, до сотен белков у некоторых позвоночных и до четырех тысяч пор в клетке млекопитающих.Размер и количество ядерных пор позволяет избирательно перемещаться более мелким молекулам через мембрану, не позволяя двигаться внутрь или наружу. Вместо этого большие молекулы должны активно транспортироваться в ядро ​​через структуры, которые обеспечивают связывание этих молекул с ядерными транспортными белками.

Во многих клетках животных две системы промежуточных филаментов обеспечивают механическую поддержку ядра. Первая — это ядерная пластинка, которая образует каркас внутри оболочки, в то время как вторая, менее организованная поддерживающая структура находится на стороне цитоплазмы оболочки.Эти две системы не только обеспечивают структурную поддержку ядерной мембраны, они также служат якорным участком для хромосом и ядерных пор. [6]

В ядре находится большая часть генетического материала клетки, который представляет собой линейные молекулы ДНК, организованные в хромосомы. Интересно, что каждая клетка человека содержит примерно два метра ДНК. Небольшое количество генов клетки находится в митохондриях.

Ядрышко — это большая плотная структура, находящаяся в ядре. Он не имеет собственной мембраны и состоит из трех разных уникальных областей.Его основная задача — синтез РНК и сбор рибосом. Строение ядрышка зависит от его предназначения в ядре.

Внутри ядра находится ряд других структур, ни одна из которых не заключена в их собственные мембраны. Некоторые из этих структур были идентифицированы по имени, например, тела Кахала и Близнецы свернутых тел, в то время как другие просто называются аспараспеклезами или сращивающимися пятнами. О большинстве этих структур известно немного, кроме того, что они демонстрируют, что нуклеоплазма содержит организованные и полезные компоненты.

.

Что такое белки? Определение, функции, примеры белка

Hemoglobin is a protein consisting of four polypeptide subunits. (Richard Wheeler) Hemoglobin is a protein consisting of four polypeptide subunits. (Richard Wheeler) Гемоглобин — это белок, состоящий из четырех полипептидных субъединиц. (Ричард Уиллер)

Белки — это большой класс биологических молекул, состоящих из цепочек аминокислот, называемых полипептидами. Один полипептид может образовывать белок, хотя многие белки состоят из нескольких полипептидных субъединиц.

ФУНКЦИИ БЕЛКА

Белки выполняют важные функции в организмах. Фактически, этот класс молекул находится в каждой клетке и необходим для жизни.Вот несколько примеров функций, выполняемых белками:

  • образуют каркас, который поддерживает форму клетки
  • катализирует метаболические реакции
  • незаменим в рационе животных как источник определенных аминокислот
  • транспортирует молекулы внутри клеток и во всем организме
  • незаменимые для репликации ДНК
  • действуют в иммунном ответе

СТРУКТУРА БЕЛКА

Белок может состоять из одного полипептида или нескольких полипептидных субъединиц.Некоторые белки включают непептидные группы, называемые кофакторами. Кофактором может быть органическая группа (например, кофермент, простетическая группа) или неорганическая группа (например, ион металла или кластер железо-сера).

Каждый полипептид представляет собой линейную молекулу, состоящую из последовательности аминокислот, которые связаны в цепь пептидными связями. ДНК или РНК организма кодируют последовательность аминокислот, образующих белки. Построение каждой аминокислотной цепи из генетического кода называется трансляцией . После трансляции полипептид обычно претерпевает дополнительные химические изменения, называемые посттрансляционной модификацией.

ПРИМЕРЫ БЕЛКОВ

Белки широко используются в повседневной жизни. Большая часть структуры органов и тканей состоит из белков. Вот несколько примеров:

  • кератин
  • актин
  • миозин
  • гемоглобин
  • коллаген
  • эластин
  • альбумин
  • фибрин
  • инсулин
  • иммуноглобулины (антитела)
  • каталаза (и все ферменты)

.

Могут ли изменения в структуре хромосом повлиять на здоровье и развитие? — Genetics Home Reference

Изменения, влияющие на структуру хромосом, могут вызвать проблемы с ростом, развитием и функциями систем организма. Эти изменения могут повлиять на многие гены хромосомы и нарушить работу белков, созданных из этих генов.

Структурные изменения могут происходить во время образования яйцеклеток или сперматозоидов, на раннем этапе развития плода или в любой клетке после рождения. Фрагменты ДНК могут быть перегруппированы внутри одной хромосомы или перенесены между двумя или более хромосомами.Эффекты структурных изменений зависят от их размера и местоположения, а также от того, получен или потерян какой-либо генетический материал. Некоторые изменения вызывают проблемы со здоровьем, а другие могут не повлиять на здоровье человека.

Изменения в структуре хромосомы включают:

Транслокации

Транслокация происходит, когда часть одной хромосомы отрывается и прикрепляется к другой хромосоме. Этот тип перестройки описывается как сбалансированный, если в клетке не происходит приобретения или потери генетического материала.Если происходит прирост или потеря генетического материала, транслокация описывается как несбалансированная.

Делеции

Делеции происходят, когда хромосома ломается и часть генетического материала теряется. Делеции могут быть большими или маленькими и могут возникать в любом месте хромосомы.

Дупликации

Дупликации возникают, когда часть хромосомы копируется (дублируется) слишком много раз. Этот тип хромосомного изменения приводит к появлению дополнительных копий генетического материала из дублированного сегмента.

Инверсии

Инверсия включает разрыв хромосомы в двух местах; полученный фрагмент ДНК переворачивается и повторно вставляется в хромосому. Генетический материал может или не может быть потерян в результате хромосомных разрывов. Инверсия, которая затрагивает точку сужения хромосомы (центромеру), называется перицентрической инверсией. Инверсия, происходящая в длинной (q) или короткой (p) руке и не затрагивающая центромеру, называется парацентрической инверсией.

Изохромосомы

Изохромосома — это хромосома с двумя идентичными плечами. Вместо одного длинного (q) плеча и одного короткого (p) плеча изохромосома имеет два длинных плеча или два коротких плеча. В результате в этих аномальных хромосомах есть дополнительная копия некоторых генов и отсутствуют копии других генов.

Дицентрические хромосомы

В отличие от нормальных хромосом, которые имеют одну точку сужения (центромеру), дицентрическая хромосома содержит две центромеры.Дицентрические хромосомы возникают в результате неправильного слияния двух частей хромосомы, каждая из которых включает центромеру. Эти структуры нестабильны и часто связаны с потерей некоторого генетического материала.

Кольцевые хромосомы

Кольцевые хромосомы обычно возникают, когда хромосома разрывается в двух местах и ​​концы хромосомных плеч сливаются вместе, образуя круговую структуру. Кольцо может включать, а может и не включать точку сжатия хромосомы (центромеру). Во многих случаях генетический материал на концах хромосомы теряется.

Многие раковые клетки также имеют изменения в своей хромосомной структуре. Эти изменения не передаются по наследству; они встречаются в соматических клетках (клетках, отличных от яйцеклеток или сперматозоидов) во время образования или прогрессирования раковой опухоли.

.

Введение в нейронные сети, преимущества и приложения | Джахнави Маханта

Введение в нейронные сети, преимущества и приложения

Искусственная нейронная сеть (ИНС) использует обработку мозга в качестве основы для разработки алгоритмов, которые могут использоваться для моделирования сложных шаблонов и задач прогнозирования.

Давайте начнем с понимания того, как наш мозг обрабатывает информацию:

В нашем мозгу есть миллиарды клеток, называемых нейронами, которые обрабатывают информацию в виде электрических сигналов.Внешняя информация / стимулы принимаются дендритами нейрона, обрабатываются в теле клетки нейрона, преобразуются в выходной сигнал и передаются через аксон следующему нейрону. Следующий нейрон может принять или отклонить его в зависимости от силы сигнала.

Теперь давайте попробуем понять, как работает ИНС:

Здесь w1, w2, w3 дают силу входных сигналов

Как видно из вышеизложенного, ИНС — это очень упрощенное представление того, как нейрон мозга работает.

Чтобы прояснить ситуацию, давайте разберемся с ИНС на простом примере: банк хочет оценить, одобрять ли кредитную заявку клиенту, поэтому он хочет предсказать, будет ли клиент, вероятно, не выплатить кредит. Он содержит данные, подобные приведенным ниже:

Итак, мы должны спрогнозировать столбец X. Прогноз, близкий к 1, указывает на то, что у клиента больше шансов не выполнить свои обязательства.

Давайте попробуем создать архитектуру искусственной нейронной сети на основе структуры нейрона, используя этот пример:

В общем, простая архитектура ИНС для приведенного выше примера может быть:

Ключевые точки, связанные с архитектурой:

1.В сетевой архитектуре есть входной уровень, скрытый слой (их может быть больше 1) и выходной уровень. Его также называют MLP (Multi Layer Perceptron) из-за множества слоев.

2. Скрытый слой можно рассматривать как «дистилляционный слой», который извлекает некоторые важные узоры из входных данных и передает их на следующий слой для просмотра. Это делает сеть быстрее и эффективнее, идентифицируя только важную информацию с входов, исключая избыточную информацию

3.Функция активации служит двум важным целям:

— фиксирует нелинейную взаимосвязь между входами

— помогает преобразовать входные данные в более полезные выходные.

В приведенном выше примере используется сигмоидальная функция активации:

O1 = 1 / (1 + exp (-F))

Где F = W1 * X1 + W2 * X2 + W3 * X3

Функция активации сигмоида создает выходные данные со значениями от 0 до 1. Могут быть и другие функции активации, такие как Tanh, softmax и RELU.

4. Точно так же скрытый слой приводит к окончательному предсказанию на выходном слое:

O3 = 1 / (1 + exp (-F 1))

Где F 1 = W7 * h2 + W8 * h3

Здесь выходное значение (O3) находится в диапазоне от 0 до 1. Значение, близкое к 1 (например, 0,75), указывает на то, что имеется более высокий показатель неисполнения обязательств заказчиком.

5. Веса W — это важность, связанная с входами. Если W1 составляет 0,56, а W2 — 0,92, то при прогнозировании h2 большее значение придается X2: коэффициенту долга, чем X1: возрасту.

6. Вышеупомянутая сетевая архитектура называется «сетью прямой связи», поскольку вы можете видеть, что входные сигналы проходят только в одном направлении (от входов к выходам). Мы также можем создавать «сети обратной связи», в которых сигналы текут в обоих направлениях.

7. Хорошая модель с высокой точностью дает прогнозы, очень близкие к фактическим значениям. Итак, в приведенной выше таблице значения столбца X должны быть очень близки к значениям столбца W. Ошибка прогноза — это разница между столбцом W и столбцом X:

8.Ключ к получению хорошей модели с точными предсказаниями — это найти «оптимальные значения W — весов», которые минимизируют ошибку предсказания. Это достигается с помощью «алгоритма обратного распространения», и это делает ИНС алгоритмом обучения, поскольку, обучаясь на ошибках, модель улучшается.

9. Наиболее распространенный метод алгоритма оптимизации называется «градиентный спуск», при котором используются итеративно различные значения W и оцениваются ошибки прогнозирования. Итак, чтобы получить оптимальное W, значения W изменяются в небольших количествах и оценивается влияние на ошибки прогнозирования.Наконец, оптимальными выбираются такие значения W, при которых при дальнейшем изменении W ошибки не уменьшаются. Чтобы получить более подробное представление о градиентном спуске, обратитесь к http://www.kdnuggets.com/2017/04/simple-understand-gradient-descent-algorithm.html

Ключевые преимущества нейронных сетей:

У ИНС есть несколько ключевых преимуществ, которые делают их наиболее подходящими для определенных проблем и ситуаций:

1. ИНС обладают способностью изучать и моделировать нелинейные и сложные отношения, что действительно важно, потому что в реальной жизни многие из взаимосвязей между входы и выходы нелинейны и сложны.

2. ИНС могут обобщать — после изучения исходных входных данных и их взаимосвязей, она может вывести невидимые взаимосвязи и на невидимых данных, тем самым заставляя модель обобщать и прогнозировать на основе невидимых данных.

3. В отличие от многих других методов прогнозирования, ИНС не накладывает никаких ограничений на входные переменные (например, на то, как они должны распределяться). Кроме того, многие исследования показали, что ИНС могут лучше моделировать гетероскедастичность, то есть данные с высокой волатильностью и непостоянной дисперсией, учитывая их способность изучать скрытые взаимосвязи в данных, не навязывая какие-либо фиксированные взаимосвязи в данных.Это очень полезно для прогнозирования финансовых временных рядов (например, цен на акции), когда волатильность данных очень высока.

Несколько приложений:

ИНС, благодаря своим замечательным свойствам, имеют много приложений:

1. Обработка изображений и распознавание символов: Учитывая способность ИНС принимать множество входных данных, обработайте их для вывода скрытые, а также сложные нелинейные связи, ИНС играют большую роль в распознавании изображений и символов.Распознавание символов, такое как почерк, имеет множество применений при обнаружении мошенничества (например, банковского мошенничества) и даже при оценке национальной безопасности. Распознавание изображений — это постоянно развивающаяся область с широко распространенными приложениями — от распознавания лиц в социальных сетях, лечения рака в медицине до обработки спутниковых изображений для использования в сельском хозяйстве и оборонных целях. Исследования ИНС в настоящее время проложили путь к глубоким нейронным сетям, которые составляют основу «глубокого обучения» и открыли все захватывающие и трансформирующие инновации в области компьютерного зрения, распознавания речи, обработки естественного языка — известные примеры — это самооценка вождение автомобилей.

2. Прогнозирование: Прогнозирование широко требуется в повседневных деловых решениях (например, в продажах, распределении финансовых средств между продуктами, использовании производственных мощностей), в экономической и денежно-кредитной политике, в финансах и на фондовом рынке. Чаще всего задачи прогнозирования являются сложными, например, прогнозирование цен на акции — сложная проблема, в которой задействовано множество факторов (некоторые из них известны, а некоторые невидимы). Традиционные модели прогнозирования накладывают ограничения на учет этих сложных нелинейных отношений.ИНС, применяемые правильно, могут предоставить надежную альтернативу, учитывая ее способность моделировать и извлекать невидимые функции и взаимосвязи. Кроме того, в отличие от этих традиционных моделей, ИНС не накладывает никаких ограничений на входные и остаточные распределения.

В этой области, например, ведутся дополнительные исследования — последние достижения в использовании LSTM и рекуррентных нейронных сетей для прогнозирования.

ИНС — это мощные модели, которые имеют широкий спектр приложений. Выше я перечислил несколько известных, но у них есть далеко идущие приложения во многих различных областях в медицине, безопасности, банковском деле / ​​финансах, а также в правительстве, сельском хозяйстве и обороне.

В моем следующем посте я подробнее расскажу об использовании ИНС для прогнозирования временных рядов.

Понравилось то, что вы читаете? Чтобы изучить ИНС более подробно, зарегистрируйтесь на 8-недельный курс Data science по телефону www.deeplearningtrack.com — следующая партия начнется в ближайшее время.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.