Информационно-образовательный портал СОДРУЖЕСТВА НЕЗАВИСИМЫХ ГОСУДАРСТВ
ИНФОРМАТИЗАЦИЯ ОБРАЗОВАНИЯ
И ДИСТАНЦИОННОЕ ОБУЧЕНИЕ В СНГ
Информационно-образовательный портал СОДРУЖЕСТВА НЕЗАВИСИМЫХ ГОСУДАРСТВ  

Страны
Азербайджанская Республика
Республика Армения
Республика Беларусь
Республика Казахстан
Кыргызская Республика
Республика Молдова
Российская Федерация
Республика Таджикистан
Туркменистан
Республика Узбекистан
Украина

Типы материала
Информационно-коммуникационные технологии
Дополнительные информационные материалы
Нормативно-правовое обеспечение
Организация и методики обучения
Экономика образования
Межгосударственное сотрудничество
Образовательные центры
Методики обучения
Межвузовское сотрудничество
Повышение квалификации
Международные проекты и гранты, конкурсы
Конференции, симпозиумы, семинары и др.
Библиотека
 
Журнал «Вестник РУДН» серия «Информатизация образования»
 
2014, №4
2014, №3
2014, №2
2014, №1
2013, №4
2013, №3
2013, №2
2013, №1
2012, №4
2012, №3
2012, №2
2012, №1
2011, №4
2011, №3
2011, №2
2011, №1
2010, №4
2010, №3
2010, №2
2010, №1
2009, №4
2009, №3
2009, №2
2009, №1
2008, №4
2008, №3
2008, №2
2008, №1
2007, №4
2007, №3
2007, №2-3
2007, №1
2006, №1(3)
2005, №1(2)
2004, №1
Научные и специальные электронные ресурсы
Учебная, научная и специальная литература
Комиссия по дистанционному обучению совета по сотрудничеству в области образования государств-участников СНГ
Новости

Применение методов информатизации при обучении студентов численным методам


Аннотация
В статье обсуждаются вопросы использования информационных технологий в обучении студентов численным методам.

Текст документа

Внедрение информационных технологий в науку и образование инициирова­ло рост прикладных исследований во многих гуманитарных, социальных и естест­венно-научных областях. В немалой степени успешные исследования прикладных задач с использованием ЭВМ стали возможны благодаря тому, что современ­ные информационные технологии позволяют получать виртуальные трехмерные модели, включают различные компьютерные математические пакеты, реализуют современные вычислительные алгоритмы решения прикладных задач, осуществляют информационную поддержку поиска и выбора алгоритмов и программ численного решения задач, методов и средств контроля точности производимых вычислений и правильности работы применяемых программ. В результате осущест­вляются мобильные исследования прикладных задач.

Во многом это затрагивает и современную вычислительную математику, методы которой позволяют с помощью информационных технологий исследовать сложные процессы и явления различной природы, а приобретенные знания использовать в практической деятельности.

В настоящее время вузовская система подготовки специалистов физико-ма­тематических специальностей испытывает противоречие между большим объемом профессиональной и общекультурной информации, необходимой будущему выпускнику для профессиональной деятельности в конкретной сфере, и ограниченностью времени, отводимого на получение высшего образования. Одним из путей преодоления существующего противоречия является внедрение в процесс обучения студентов информационных технологий в комплексе с разработкой соответствующего методического обеспечения. В связи с этим учебные планы многих вузов пополняются новыми учебными дисциплинами, которых не было ранее. Среди них «Компьютерное моделирование», «Информационные технологии в математике» и др. Данные дисциплины способствуют осознанию методологии моделирования как одной из ведущих в познании окружающего мира, выполняют междисциплинарную, интегративную функцию по отношению к математической подготовке, формируют у студентов в систематизированном виде понятия о роли информационных технологий в решении математических задач, открывают широкие возможности для осознания связи информатики с математикой и другими науками как естественными, так и гуманитарными и социальными.

В учебном процессе высших учебных заведений при подготовке студентов физико-математических специальностей используются компьютерные математические пакеты, которые начали создаваться в начале 80-х гг. прошлого столетия, например, Maple, Mathematica, Matlab, MathCad. Одно из основных достоинств компьютерных математических пакетов состоит в том, что они дают возможность решать разнообразные математические задачи, так как громоздкие вычисления выполняют соответствующие системы компьютерной математики.

Методическим аспектам использования компьютерных математических пакетов в вузе при обучении математическим дисциплинам посвящены диссертаци­онные исследования И.В. Беленковой, Е.А. Дахер, С.А. Дьяченко, Е.В. Клименко, И.В. Марусевой, П.П. Машкова, С.Н. Медведевой и др. Применение компьютерных математических пакетов Maple, Mathematica, Matlab, MathCad для решений разнообразных математических задач рассмотрено в учебных пособиях Е.Р. Алек­сеева, О.В. Чесноковой, Д.П. Голоскокова, В.П. Дьяконова, М.П. Лапчик, М.И. Ра­гулина, Е.К. Хеннер, Е.Г. Макарова, С.В. Поршнева, В.Г. Потемкина, С.Е. Савотченко, Т.Г. Кузьмичевой, М.Г. Семененко, Ю.Ю. Тарасевич и др.

Студентам предоставляются большие возможности творчески применять ком­пьютерные математические пакеты при решении математических задач таких учебных курсов, как математический анализ, функциональный анализ, алгебра и геометрия, обыкновенные дифференциальные уравнения, методы оптимизации, интегральные уравнения, численные методы, теор??я вероятностей и математическая статистика и др.

Студенты избавляются от рутинной работы, связанной с громоздкими математическими вычислениями и преобразованиями, страха допустить ошибку в про­цессе решения задачи; приобретают уверенность в символьных вычислениях и практические навыки проведения математических рассуждений и анализа полученных результатов.

Необходимо отметить и эргономические требования, которым удовлетворяют компьютерные математические пакеты — педагогические программные средства: отображение информации на экране управляется пользователем (цвет, шрифт, масштаб, редактирование графика и т.д.); обеспечивается работа в нескольких режимах (текстовый, графический, символьный); существует настройка среды на конкретные типы монитора и используемых драйверов; к пакетам можно подключать дополнительные библиотеки с целью решения дополнительного круга задач.

В высших учебных заведениях одной из форм обучения дисциплинам различ­ных специальностей являются лабораторные занятия с использованием компьютерных математических пакетов Maple, Mathematica, Matlab, MathCad и др. Лабора­торные занятия с использованием информационных технологий как организацион­ная форма учебной деятельности при обучении математическим дисциплинам имеют свою специфику, которая предполагает разработку конкретных рекомендаций по каждой ее дисциплине.

Одной из таких дисциплин является курс численных методов, которые являются эффективным математическим средством решения многих прикладных задач [2; 6; 7; 11—14].

Среди форм обучения численным методам лабораторные занятия используются как вид учебного занятия. Включение в процесс обучения численным методам, помимо лекционных и семинарских занятий, лабораторных занятий с исполь­зованием компьютерных математических пакетов Maple, Mathematica, Matlab, MathCad и др. позволяет достичь высокого уровня усвоения знаний, овладения необходимым математическим аппаратом путем активизации учебно-познавательной деятельности студентов и делает целесообразным использование данной формы организации обучения. Лабораторная работа как организационная форма учебной деятельности при обучении численным методам предполагает усиление роли преподавателя по консультационному и контролирующему сопровождению учебно-познавательной деятельности студентов, а также увеличение самостоятельной ра­боты студентов с учебной и научной литературой по численным методам.

Использование компьютерных математических пакетов на лабораторных работах по численным методам способствует реализации ряда дидактических принципов обучения, в частности принципа творчества и инициативы студентов, принципа профессиональной направленности обучения, принципа научности обучения, принципа системности обучения, принципа межпредметных связей, принципа опережающего обучения и др.

Литература

[1]        Беленкова И.В. Методика использования математических пакетов в профессиональной подготовке студентов вуза: Дисс. ... канд. пед. наук. — Екатеринбург, 2004.

[2]        Волков Е.А. Численные методы. — М.: Наука, 1987.

[3]        Дахер Е.А. Система Mathematica в процессе математической подготовки специалистов экономического профиля: Дисс. ... канд. пед. наук. — М., 2004.

[4]        Дьяченко С.А. Использование интегрированной символьной системы Mathematica при изучении курса высшей математики в вузе: Дисс. ... канд. пед. наук. — Орел, 2000.

[5]        Клименко Е.В. Интенсификация обучения математике студентов технических вузов посредством использования новых информационных технологий: Дисс. ... канд. пед. наук. — Саранск, 1999.

[6]        Кузнецова И.А. Обучение моделированию студентов — математиков педвуза в процессе изучения курса «Математическое моделирование и численные методы»: Дисс. ... канд. пед. наук. — Арзамас, 2002.

[7]        Лапчик М.П., Рагулина М.И., Хеннер Е.К. Численные методы. — М.: ACADEMIA, 2004.

[8]        Марусева И.В. Методические основы подготовки будущего учителя информатики к использованию технологий компьютерного обучения: Дис. ... д-ра пед. наук. — СПб., 1993.

[9]        Машков П.П. Реализация индивидуального подхода в обучении студентов физике в условиях информационной среды: Автореф. дисс. ... канд. пед. наук. — Красноярск, 2006.

[10]     Медведева С.Н. Проектирование компьютерных технологий обучения для профессиональной математической подготовки по специальности «Прикладная математика и информатика»: Автореф. дисс. ... канд. пед. наук. — Казань, 2000.

[11]     Пирумов У.Г. Численные методы. — М.: Дрофа, 2007.

[12]     Рябухина Е.А. Методическая система обучения вычислительной математике как инварианта специальных технических курсов: Дисс. ... канд. пед. наук. — Саранск, 1999.

[13]     Степанова Т.А. Методическая система обучения курсу «Численные методы» в условиях информационно-коммуникационной предметной среды: Автореф. дисс. ... канд. пед. наук. — Красноярск, 2003.

[14]     Турчак Л.И., Плотников П.В. Основы численных методов. — М., 2003.


Автор оригинала: Корнилов В.С., Беликов В.В.
Источник оригинала: Журнал «Вестник РУДН» серия «Информатизация образования», 2009, №3

Новости
16.06.2017

Российский университет дружбы народов объявляет о проведение первой волны вступительных испытаний среди иностранных граждан для обучения на программах магистратуры на контрактной основе. Первая ...

13.10.2016

26 октября-27 октября 2016 года Российский университет дружбы народов проводит Международную конференцию «Сетевые университеты и международный рынок труда (пространства БРИКС, СНГ, ШОС)».

19.05.2016

The Peoples’ Friendship University of Russia (PFUR) announces the beginning of admission of foreign citizens who graduated from Bachelor and Specialist Degree programs of PFUR and other Russian and ...

19.05.2016

Российский университет дружбы народов (РУДН) объявляет о наборе иностранных граждан -выпускников бакалавриата и специалитета РУДН и других российских и зарубежных ВУЗов на программы магистратуры на ...

11.12.2015

Проект рекомендаций Семинара-совещания научной общественности по проблемам международного научно-технического и образовательного сотрудничества