Кластеров в чем суть
Прием кластер на уроке. Что это такое и как его использовать? Примеры
Кластер — это графическая форма организации информации, когда выделяются основные смысловые единицы, которые фиксируются в виде схемы с обозначением всех связей между ними. Он представляет собой изображение, способствующее систематизации и обобщению учебного материала.
Кластер как один из методов критического мышления
Современная система образования ориентирована на формирование у учеников самостоятельного мышления. Критическое мышление является педагогической технологией, стимулирующей интеллектуальное развитие учащихся. Кластер — один из его методов (приемов).
К особенностям критического мышления относят наличие трех стадий:
На первом этапе происходит активизация, вовлечение всех участников коллектива в процесс. Целью является воспроизведение уже имеющихся знаний по данной теме, формирование ассоциативного ряда и постановка вопросов, на которые хочется найти ответы. На фазе осмысления организуется работа с информацией: чтение текста, обдумывание и анализ полученных фактов. На стадии рефлексии полученные знания перерабатываются в результате творческой деятельности и делаются выводы.
Прием кластера может применяться на любой из стадий.
Возможно применение кластера на протяжении всего урока, в виде общей стратегии занятия, на всех его стадиях. Так, в самом начале дети фиксируют всю информацию, которой они владеют. Постепенно, в ходе урока, в схему добавляются новые данные. Желательно выделять их другим цветом. Данный прием развивает умение предполагать и прогнозировать, дополнять и анализировать, выделяя основное.
Основные принципы составления кластера
Кластер оформляется в виде грозди или модели планеты со спутниками. В центре располагается основное понятие, мысль, по сторонам обозначаются крупные смысловые единицы, соединенные с центральным понятием прямыми линиями. Это могут быть слова, словосочетания, предложения, выражающие идеи, мысли, факты, образы, ассоциации, касающиеся данной темы. И уже вокруг «спутников» центральной планеты могут находиться менее значительные смысловые единицы, более полно раскрывающие тему и расширяющие логические связи. Важно уметь конкретизировать категории, обосновывая их при помощи мнений и фактов, содержащихся в изучаемом материале.
Правила оформления кластера на уроке
В зависимости от способа организации урока, кластер может быть оформлен на доске, на отдельном листе или в тетради у каждого ученика при выполнении индивидуального задания. Составляя кластер, желательно использовать разноцветные мелки, карандаши, ручки, фломастеры. Это позволит выделить некоторые определенные моменты и нагляднее отобразить общую картину, упрощая процесс систематизации всей информации.
Рекомендации по составлению кластера
Существует несколько рекомендаций по составлению кластера. При его создании не стоит бояться излагать и фиксировать все, что приходит на ум, даже если это просто ассоциации или предположения. В ходе работы неверные или неточные высказывания могут быть исправлены или дополнены. Учащиеся могут смело дать волю воображению и интуиции, продолжая работу до тех пор, пока не закончатся все идеи. Не стоит бояться значительного количества смысловых единиц, нужно попытаться составить как можно больше связей между ними. В процессе анализа все систематизируется и станет на свои места.
Применение метода кластер
Метод кластера может применяться практически на всех уроках, при изучении самых разных тем.
Форма работы при использовании данного метода может быть абсолютно любой: индивидуальной, групповой и коллективной. Она определяется в зависимости от поставленных целей и задач, возможностей учителя и коллектива. Допустимо перетекание одной формы в другую. Например, на стадии вызова, это будет индивидуальная работа, где каждый учащийся создает в тетради собственный кластер. По мере поступления новых знаний, в качестве совместного обсуждения пройденного материала, на базе персональных рисунков и с учетом полученных на уроке знаний, составляется общая графическая схема. Кластер может быть использован как способ организации работы на уроке, и в качестве домашнего задания. В последнем случае важно наличие у учащихся определенного опыта в его составлении.
Пример
В качестве примера приведем составление кластера на уроке обществознания при изучении темы «Монархия». В самом начале работы учащиеся высказывают все имеющиеся у них знания по данному вопросу, предположения и ассоциации. Например: форма правления, власть, глава государства, царь, монарх, единовластие. Учитель фиксирует их на доске. Далее следует чтение параграфа из учебника. В ходе ознакомления с материалом (или по результату прочтения), схема дополняется новыми фактами. Учитель дописывает их, используя цветной мел. Итогом урока должен стать анализ полученной картины, с обсуждением верности или неверности первоначальных суждений и обобщением полученной информации.
Достоинства и результаты применения приема
Применение кластера имеет следующие достоинства:
В ходе данной работы формируются и развиваются следующие умения:
Что дает применение метода кластера на уроках детям? Прием кластера развивает системное мышление, учит детей систематизировать не только учебный материал, но и свои оценочные суждения, учит ребят вырабатывать и высказывать свое мнение, сформированное на основании наблюдений, опыта и новых полученных знаний, развивает навыки одновременного рассмотрения нескольких позиций, способности к творческой переработке информации.
Выводы. Уроки с применением метода кластера дают ребятам возможность проявить себя, высказать свое видение вопроса, дают свободу творческой деятельности. В целом нетрадиционные технологии, использующиеся в образовательном процессе, повышают мотивацию учащихся, формируют обстановку сотрудничества и воспитывают в детях чувство собственного достоинства, дарят им ощущение творческой свободы.
Спасибо за Вашу оценку. Если хотите, чтобы Ваше имя
стало известно автору, войдите на сайт как пользователь
и нажмите Спасибо еще раз. Ваше имя появится на этой стрнице.
Кластер — что это (определение) и их виды
Здравствуйте, уважаемые читатели блога KtoNaNovenkogo.ru.
Многозначные слова порой ставят в тупик, бывает нелегко определить, применимо то или иное слово в конкретной ситуации.
В этой статье мы рассмотрим значения понятия «кластер» в зависимости от сферы применения.
Кластер – это …
Для начала выясним, что обозначает слово в переводе с английского языка. «Cluster» — это «скопление, рой».
Если рассматривать шире, то кластер – это объединение каких-либо однородных элементов в единое целое. Кластер, как результат объединения, обретает новые уникальные свойства, дополнительно к тем, которые имеют элементы, из которых он состоит.
Далее проанализируем наиболее актуальные сферы применения этого понятия.
Кластеры в информатике и IT-технологиях
Информация записывается в памяти компьютера в дисковых секторах (ячейках). Кластер — это объединение секторов.
Если сектор = 512 байт, то кластер размером в 1 сектор = 512 байт, а кластер размером 4 килобайта состоит из 8 секторов. Соответственно, кластер на 64 килобайта состоит из 125 секторов.
Другой смысл вкладывается в понятие «кластер», если термин обозначает несколько компьютеров, связанных в единую локальную сеть.
Создание компьютерного кластера является способом увеличения производительности работы при решении какой-либо задачи. В этом случае кластер действует как единое целое и управляется как единая система.
Принято различать несколько видов высокопроизводительных компьютерных кластеров. Наиболее эффективные из них:
Компьютерные кластеры используются для решения трудоемких задач, например, при моделировании каких-либо процессов.
Кластер в экономике
Объясню значение этого термина в экономической сфере на примере.
Допустим, на одной территории (например, в одном регионе) осуществляют свою деятельность несколько предприятий (что это?), которые являются обособленными друг от друга, но в то же время продукция каждого из них является сырьем (или комплектующими, составляющими) для других предприятий.
Следовательно, между всеми предприятиями существуют крепкие производственные связи, что, в свою очередь, укрепляет экономику в регионе в целом.
Таким образом, кластеры в экономическом аспекте являются успешным механизмом для развития регионов.
Например, доля кластеров в формировании ВВП (что это?) США составляет 61 %. В нашей стране этот показатель ниже в разы.
Основные характеристики кластера в экономике:
Для России более привычна формулировка «Территориально-производственный комплекс» (ТПК). Но между кластерами и ТПК есть много различий:
Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что в реалиях сегодняшних дней наиболее актуальной моделью функционирования экономических объектов на отдельных территориях являются кластеры.
Кластеры в астрономии
Скопление звезд, космической пыли и газа, связанные между собой гравитационными полями (силой притяжения), называются кластерами.
Эти скопления, кроме гравитации, связаны между собой единством происхождения и вектором движения в пространстве.
Если кластер звезд вращается вокруг единого центра, то такой кластер называется Галактикой.
Если кластер не имеет общего центра, то такой кластер классифицируется как открытый.
Галактики также объединяются в кластеры, их называют суперкластеры.
Ближайший к Млечному пути галактический кластер получил название Норма. Он находится на расстоянии 220 миллионов световых лет от Земли.
Совокупность всех звездных объектов, которые видимы с Земли, называются Метагалактикой.
Вселенная = Метагалактика + звездные объекты, невидимые с Земли.
Кластер в лингвистике
В задачи лингвистики в том числе входит систематизация существующих на планете языков. Согласно принятой схеме систематизации, существует 4 уровня. Перечислю их по восходящим ступеням иерархии:
Говор → диалект → наречие (язык) → язык (кластер)
Таким образом, кластер в лингвистике – это группа языков, имеющая большую степень схожести.
Например, как русский и белорусский языки. Они образуют русско-белорусский кластер в группе восточнославянских языков.
Хотите знать больше? Читайте наш блог!
Удачи вам! До скорых встреч на страницах блога KtoNaNovenkogo.ru
Эта статья относится к рубрикам:
Комментарии и отзывы (3)
Очень здорово, что так подробно все расписано, так как до этого доводилось слышать такое название, но точного осознания что это не было.
Да у нас нет кластеров в экономике, предприятия разбросаны по стране, как придётся, а ведь логично рядом с нефтедобывающим предприятием построить нефтеперерабатывающий завод, а не возить сырую нефть через тысячи километров.
Василий: ну, не правы. Во-первых, большинство кластеров были заложены еще при СССР, а тогда планирование было на высоте. Во-вторых, бизнес умеет считать и именно расходами определяется структура кластера.
В вашем примере нефть транспортировать на большие расстояния проще и безопаснее, чем продукты ее переработки. Поэтому НПЗ стоят рядом с большими скоплениями потенциальных потребителей этих продуктов переработки.
А вот газ, например, отправляемый по «Силе сибири» предварительно будут перерабатывать на двух гигантских ГПЗ. Этот кластер будет расположен непосредственно у трубы. Страна станет мировым лидером в производстве гелия и различных пластиков.
Кластер — что это такое и где его можно применять
Кластер – это многозначный термин, который называет какую-то общность, скопление или упорядоченную группу похожих по смыслу элементов. Для разных сфер он может описывать разные процессы или обозначать совокупность объектов. Чтобы понять смысл понятия лучше отталкиваться от контекста. В нашем обзоре мы коротко опишем основные направления, в котором уместно употребление этого слова и осветим значение слова «кластер» в сфере информационных технологий (IT).
Области, в которых употребляется слово «кластер»
Производство. В этой сфере так называется комплекс объектов компании, осуществляющий полный цикл производства и размещенный на одной территории. Например, в Подмосковье существует сырный кластер, в который входят порядка 10 разных предприятий.
Экономика. Многие развитые страны ведут государственную кластерную политику, а всемирные организации (например, Азиатский банк развития или ОЭСР) участвуют в финансировании таких проектов. Для государства такие проекты нужны для уверенной конкуренции на международной арене в области инноваций. Полное название таких комплексов звучит так: «Инновационный территориальный кластер». В рамках этих проектов концентрируется научно-технические разработки, промышленное производство и образование.
В России они иначе именуются как «наукограды» и «технопарки». Самый известный в нашей стране технопарк – это «Сколково». Эти центры решают задачи для разных научных областей: медицина, фармацевтика, биотехнологии, нанотехнологии, аэрокосмическое строительство, энергетика и многое другое. Поддержкой государства пользуются более 25 таких проектов в разных регионах от Москвы и Санкт-Петербурга до Дальнего Востока. Полный список центров можно найти на официальных сайтах Министесрства экономческого развития России и Ассоциации кластеров и технопарков России.
Значение слова «кластер» в IT
В информационных технологиях значение этого термина наиболее широкое. Кластером называют:
Подробно мы рассмотрим самые популярные сферы применения этого значения.
Кластер серверов 1С
Чтобы обеспечить активных пользователей бесперебойной работой сервера, создаётся серверная архитектура, выдерживающая высокие нагрузки. Такой системой может стать кластер серверов 1С. Другая альтернатива – отказоустойчивый Microsoft SQL Server или высокодоступный хост Hyper-V.
Программа 1С: Предприятия была создана для автоматизации оборота документов и управления складом. Здесь кластер серверов организует устойчивую к сбоям работу для большого количества пользователей и обширных баз данных. В версии 1С: Предприятия 8.3 есть функция масштабирования. Она позволяет увеличивать количество активных менеджеров и запускаемых рабочих процессов не создавая сбой. При этом нагрузка между серверами будет распределена равномерно. Управление серверами 1С осуществляет консоль администрирования.
Кластер файловых систем и его размер
Дисковое пространство Windows организуется с помощью кластеров. Их размер – это минимальное значение, которое может быть выделено памятью для хранения данных. Чтобы сохранить файл, системе нужно занять целое число дисковых единиц. При этом какая-то часть памяти в последнем занятой ячейке может остаться не востребованной. Чтобы оптимизировать такую потерю, нужно во время форматирования раздела задать минимальный размер этой ячейки.
Если вы форматируете жесткий диск под файловую систему NTFS, FAT или exFAT, то по умолчанию размер логической единицы равен 4 КБ. Чтобы выбрать размер для файловой системы NTFS, FAT16 или FAT32, то о рекомендуемых параметрах можно узнать на сайте поддержки Microsoft.
Как правило стандартных настроек дискового пространства для обычных пользователей вполне хватает. Но если вы намерены хранить много небольших файлов, то можно уменьшить размер кластера.
Веб-кластер
Для создания сайта с большим объемом информации также используется принцип архитектуры кластера. Это означает такое построение связей, которое даст максимальное быстродействие без зависаний. Такую архитектуру сайта можно встретить у крупных новостных порталов, а также сайтов с большим потоком посещений. Например, промо-сайтов Кока-Колы.
В нашем материале мы постарались в общих чертах определить, что же такое «кластер». Надеемся, вы смогли понять в каком направлении нужно двигаться дальше для получения большей информации.
В чем сила, кластер?
Кластер – это не ассоциация или формальное объединение компаний. Хотя разные сети, объединения однозначно работают на кластер и в большинстве ситуаций не мешают. Хотя…важно отслеживать, чтобы такие ассоциации не обязывали стать участником, потому что компании малого бизнеса, например, не всегда будут стремиться куда-то вступить. Главное для кластера – чтобы люди и компании приходили в него, выбирали эту территорию или экосистему в этот период своего развития, на какое-то время оставались тут.
В традиционном понимании кластер – это территория, на которой на расстоянии 2-3 часа езды друг от друга расположено много компаний разного размера (малый, средний, крупный бизнес, стартапы), университеты, технопарки, инкубаторы, разные научно-исследовательские и другие организации, НКО, СМИ, работающих по определенной теме. Концентрация обычно составляет 130 и больше участников (даже в аэрокосмосе и авиации). Именно такой количественный размах «имеет значение» и переходит в качественный – таким образом в одном месте появляется много правильных людей по теме специализации кластера и в результате формируется разнообразие – кластеру нужны люди, которые думают и действуют по-разному. Одна корпорация или компания формируют определенный образ мышления, привычки, модели, а кластер позволяет за них выходить.
Именно поэтому кластер может и должен ежегодно (подчеркну, ежегодно) подтверждать, что он работает: в нем появляются решения по оптимизации и совершенно новым продуктам прежде всего для данной территории, сервисам и даже новые компании, стартапы, проекты, в том числе инновационные для отрасли и мира вообще.
Сильный кластер всегда основан на науке. Что происходит в таком кластере? В идеале в нем разрабатывают научно-производственные решения, которые производство оценивает, как рабочие и внедряет. Например, компания заказывает исследование и разработку решения в университете, и активно сотрудничает с ним в этом процессе. Сейчас это не всегда получаются – не всегда бизнес доверяет университетам. Хороший пример, где получается получить результат – Политехнический университет в Санкт-Петербурге, где умеют работать с обратным инжинирингом.
Понятные, правильные, традиционно самые сильные в мире – это научно-производственные или научно-сервисные кластеры, в которых есть и хорошее образование по специализации. Это касается, например, активно развиваемого Московского международного медицинского кластера.
Все сильные кластеры создают инновации. Это обязательное (без исключений) условие работы кластера. Сейчас этим словом подчеркивают, что инновации должны быть или уже есть в кластере, что к этому надо стремиться, иначе без инноваций территория, город проиграют.
Поэтому понятно и логично стремление Москвы к созданию платформы Инновационного кластера: необходимо и очертить весь потенциал, и объяснить, и представить горожанам и заявить стране\миру, то есть агрегировать инновации во всех имеющихся направлениях, развить новые.
Участникам кластеров нужны витрина и площадка для общения людей из разных отраслей, в том числе для более эффективного продвижения продукции за границей и создания кросс-отраслевых решений. Идея правильная – только слово «суперкластер» запутает людей. Я за то, чтобы найти другое слово, а использовать механизмы развития кластеров.
Кластеры же помогают конкурировать в 21 веке. И в первую очередь – конкурировать за людей! Впервые за историю человечества многие люди могут выбрать «правильный» стиль и место для жизни и работы, где они будут не только жить сами, но и перевезут свои проекты и амбиции. Модель «где родился, там и пригодился» стала слишком тесная. Поэтому все страны мира активно вкладываются в развитие кластеров, объясняя гражданам, что стоит за кластером, который «маркирует» ту или иную локацию определенным образом.
Что значит «объяснять себя» для каждого из нас? Мы (большинство из нас, а не только ограниченная группа специалистов, которые напрямую занимается кластерами) не можем точно объяснить – что сильного, инновационного, классного есть в городе/ регионе. Грубо говоря, а по какому вопросу надо сюда обращаться или что здесь хорошо развивать.
А вот, например, Кремниевая долина вкладывается в свою идентификацию, постоянно конкретизирует и объясняет, что в ней сильного, отстраивается от Сан-Франциско, где другие сильные кластеры, подтверждает, что она продолжает оставаться Меккой для CIT отрасли.
Обзор алгоритмов кластеризации данных
В своей дипломной работе я проводил обзор и сравнительный анализ алгоритмов кластеризации данных. Подумал, что уже собранный и проработанный материал может оказаться кому-то интересен и полезен.
О том, что такое кластеризация, рассказал sashaeve в статье «Кластеризация: алгоритмы k-means и c-means». Я частично повторю слова Александра, частично дополню. Также в конце этой статьи интересующиеся могут почитать материалы по ссылкам в списке литературы.
Так же я постарался привести сухой «дипломный» стиль изложения к более публицистическому.
Понятие кластеризации
Кластеризация (или кластерный анализ) — это задача разбиения множества объектов на группы, называемые кластерами. Внутри каждой группы должны оказаться «похожие» объекты, а объекты разных группы должны быть как можно более отличны. Главное отличие кластеризации от классификации состоит в том, что перечень групп четко не задан и определяется в процессе работы алгоритма.
Меры расстояний
Итак, как же определять «похожесть» объектов? Для начала нужно составить вектор характеристик для каждого объекта — как правило, это набор числовых значений, например, рост-вес человека. Однако существуют также алгоритмы, работающие с качественными (т.н. категорийными) характеристиками.
Классификация алгоритмов
Объединение кластеров
Обзор алгоритмов
Алгоритмы иерархической кластеризации
Среди алгоритмов иерархической кластеризации выделяются два основных типа: восходящие и нисходящие алгоритмы. Нисходящие алгоритмы работают по принципу «сверху-вниз»: в начале все объекты помещаются в один кластер, который затем разбивается на все более мелкие кластеры. Более распространены восходящие алгоритмы, которые в начале работы помещают каждый объект в отдельный кластер, а затем объединяют кластеры во все более крупные, пока все объекты выборки не будут содержаться в одном кластере. Таким образом строится система вложенных разбиений. Результаты таких алгоритмов обычно представляют в виде дерева – дендрограммы. Классический пример такого дерева – классификация животных и растений.
Для вычисления расстояний между кластерами чаще все пользуются двумя расстояниями: одиночной связью или полной связью (см. обзор мер расстояний между кластерами).
К недостатку иерархических алгоритмов можно отнести систему полных разбиений, которая может являться излишней в контексте решаемой задачи.
Алгоритмы квадратичной ошибки
Задачу кластеризации можно рассматривать как построение оптимального разбиения объектов на группы. При этом оптимальность может быть определена как требование минимизации среднеквадратической ошибки разбиения:
где cj — «центр масс» кластера j (точка со средними значениями характеристик для данного кластера).
К недостаткам данного алгоритма можно отнести необходимость задавать количество кластеров для разбиения.
Нечеткие алгоритмы
Алгоритмы, основанные на теории графов
Суть таких алгоритмов заключается в том, что выборка объектов представляется в виде графа G=(V, E), вершинам которого соответствуют объекты, а ребра имеют вес, равный «расстоянию» между объектами. Достоинством графовых алгоритмов кластеризации являются наглядность, относительная простота реализации и возможность вносения различных усовершенствований, основанные на геометрических соображениях. Основными алгоритмам являются алгоритм выделения связных компонент, алгоритм построения минимального покрывающего (остовного) дерева и алгоритм послойной кластеризации.
Алгоритм выделения связных компонент
В алгоритме выделения связных компонент задается входной параметр R и в графе удаляются все ребра, для которых «расстояния» больше R. Соединенными остаются только наиболее близкие пары объектов. Смысл алгоритма заключается в том, чтобы подобрать такое значение R, лежащее в диапазон всех «расстояний», при котором граф «развалится» на несколько связных компонент. Полученные компоненты и есть кластеры.
Для подбора параметра R обычно строится гистограмма распределений попарных расстояний. В задачах с хорошо выраженной кластерной структурой данных на гистограмме будет два пика – один соответствует внутрикластерным расстояниям, второй – межкластерным расстояния. Параметр R подбирается из зоны минимума между этими пиками. При этом управлять количеством кластеров при помощи порога расстояния довольно затруднительно.
Алгоритм минимального покрывающего дерева
Алгоритм минимального покрывающего дерева сначала строит на графе минимальное покрывающее дерево, а затем последовательно удаляет ребра с наибольшим весом. На рисунке изображено минимальное покрывающее дерево, полученное для девяти объектов.
Путём удаления связи, помеченной CD, с длиной равной 6 единицам (ребро с максимальным расстоянием), получаем два кластера:
Послойная кластеризация
Алгоритм послойной кластеризации основан на выделении связных компонент графа на некотором уровне расстояний между объектами (вершинами). Уровень расстояния задается порогом расстояния c. Например, если расстояние между объектами 
, то 
.
Алгоритм послойной кластеризации формирует последовательность подграфов графа G, которые отражают иерархические связи между кластерами:
,