Toets "Computersimulatie als leermiddel" (193510)

a. Noem een groot aantal voorbeelden van parallelle instructie (Min, 1992) bij interactieve leermiddelen.

b. Waar komt parallellisme nog meer voor dan alleen bij electronische instructie- en leeromgevingen? Noem minimaal vijf voorbeelden van parallellisme uit het dagelijks leven.

c. Kun je precies aangeven welke psychologische aspecten en redeneringen er achter de parallelle instructie theorie voor simulatie van Min (1992) zit.

2. (1 punt) Schrijf het volgende stelsel differentiaal vergelijkingen

dx / dt = 5.x - 8 + 12.z + 8.y
dy / dt = F(3x, 8y, 10z)
dz / dt = 10.z + 20

in de integraal vergelijkings-notatiewijze. F(3x, 8y, 10z) is een bepaalde, gegeven, zogenaamde 'niet-lineaire overdrachtsfunctie'.

3. (2 punten) Teken van het bovenstaande stelsel differentiaal vergelijkingen (uit opgave 2) de analoge notatiewijze (het analoge schema). Geef alle verbindingen goed en compleet aan. Met lijntjes dus. Gebruik in het analoge schema voor een vermenigvuldiging van een variabele met een constante (d.w.z.: y = cx) het symbool dat daarbij hoort en schrijf de vermenigvuldigings- factor in het symbool zelf.

4. (2 punten) Het onderstaande model is het zogenaamde "twee-compartimenten" model uit de farmacokinetiek, de wetenschap van de dynamica der geneesmiddelen. Van dit "twee-compartimenten" model hoef je als onderwijskundige instrumentatietechnoloog (in spé) in principe niets zelf te weten. Een inhoudsdeskundige is in de praktijk (in een software ontwikkel-team) immers altijd stand-by. Transformeer het model van de Pascal-notatiewijze om tot een black box-representatie met alles er op en eraan. Alle informatie uit het model moet minstens eenmaal gebruikt worden.

Repeat

t := t + dt;
if (tdw = 0.0) and (t > 0.1) and (t < 0.11) then IJ:=f(t);
if (tdw = 1.0) and (t > 0.1) and (t < (0.1+t2)) then IV:=g(t);
if (tdw = 2.0) and (t > 0.1) then IM:=h(t);
Conc1:=Conc1 + ((k21 * Conc2)- ((k10 + k12) * Conc1) + IJ + IV + IM ) * dt;
Conc2:=Conc2 + ((k12 * Conc1) - (k21 * Conc2)) * dt;

Until t > Tmax;

Beschouw de drie if-then-else-statements als drie aparte interne variabelen (met 2 tot 3 parameters c.q. constanten) en ook als drie aparte, interne 'black box-en'. Plaats ze alle drie in de gevraagde black box. Geef alle parameters, en niet te vergeten alle constanten (ook als ze geen naam hebben, zoals 0.1 , 0.11, etc.) bij al de afzonderlijke black box-en, de juiste plaats. Beschouw t als een (output-)variabele en dt en Tmax als een constante of als een parameter.

5. (1 punt) Geef van het onderstaand model de integraal vergelijkingen. Compleet! De startwaarden voor zowel Conc1 als voor Conc2 zijn 0.0. De tijd loopt van 0.0 tot Tmax. Tmax is 10.0 (minuten).

Conc1
--------- = (k21 * Conc2) - ((k10 + k12) * Conc1) + IJ + IV + IM
dt

Conc2
--------- = (k12 * Conc1) - (k21 * Conc2)
dt

6 (1 punt) Als van het model uit opgave 1 gegeven is dat Conc1 een ingangsvariabele is voor een black box waarbij Conc2 de uitgangsvariabele is, probeer dan zo goed als je kunt, onderstaande tekening ("blokken" c.q. "stroom"-schema met "feedback-loop") zo goed en compleet als mogelijk is af te maken.

conc1 conc2

(zie orgineel...; sorry)

 
 
Let op: dit is een echte "inzichts"-vraag. Feitelijk zijn hier, in plaats van een, twee black box-en te zien. Feedback is een van de belangrijkste onderdelen in een dynamisch model. Daarom is deze opgave hier opgenomen.

 
Sterkte, Rik Min

 
 
U kunt maximaal 10 punten behalen.