CC BY
169
КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В СИСТЕМЕ ОБРАЗОВАНИЯ
Абдурахманова З. К.
Даггоспедуниверситет, г. Махачкала
В данной статье рассматриваются вопросы, связанные с реализацией моделирования в системе образования для подготовки специалистов, способных к успешной адаптации и самореализации в развитом информационном обществе.
Ключевые слова: информационные технологии, модель, моделирование, алгоритм моделирования, знаковая модель, компьютерная модель.
С развитием информационных технологий в современном обществе назрела потребность внесения значительных корректив в педагогическую теорию и практику, активизировать поиск новых моделей образования, направленных на повышение уровня квалификации профессионализма педагогов, на удовлетворение потребностей общества в специалистах, способных к успешной адаптации и самореализации в развитом информационном обществе.
Моделирование является одним из ключевых видов деятельности человека, в той или иной форме предшествующее любой деятельности. Моделирование занимает центральное место в исследовании объекта, поскольку позволяет обоснованно принимать решение по совершенствованию привычных объектов, созданию новых, изменению процессов управления и, в конечном итоге, изменению окружающего нас мир (рис.1).
Прежде чем осуществлять какую-либо деятельность, нужно четко представить себе отправной и конечный пункты деятельности, а также примерные ее этапы. Отправным пунктом в моделировании выступает прототип, в качестве которого выступает существующий или проектируемый объект либо процесс.
Конечным этапом моделирования выступает принятие решения. Во многих житейских ситуациях нам приходится принимать то или иное решение. В моделировании это означает, что мы либо создаем новый объект, модель которого мы исследовали, либо улучшаем существующий, либо получаем о нем дополнительную информацию [2].
Модели можно разделить на статистические и динамические по тому, как отражается в них динамика происходящих процессов.
Статистическая модель - это как бы одномоментный срез информации по объекту. Например, обследование учащихся в стоматологической поликлинике дает картину состояния их ротовой полости на данный момент времени: число молочных и постоянных зубов, пломб, дефектов и т. д.
Динамическая модель позволяет увидеть изменения объекта во времени. В примере с поликлиникой карточку школьника, отражающую изменения, происходящие с его зубами за многие годы, можно считать динамической моделью.
Все элементарные объекты, выделенные при анализе, должны быть показаны во взаимосвязи. В информационной модели отображаются только бесспорные связи и очевидные
действия. Такая модель дает первичную идею, определяющую дальнейший ход моделирования.
Знаковая модель. Информационная модель, как правило, представляется в той или иной знаковой форме, которая может быть либо компьютерной, либо некомпьютерной. Прежде чем взяться за компьютерное моделирование, человек делает предварительные наброски чертежей либо схем на бумаге, выводит расчетные формулы. Процесс творчества и исследования всегда предполагает мучительные поиски и корзины выброшенных черновиков. И лишь для простых, знакомых по содержанию задач не нужны некомпьютерные знаковые модели. Сегодня, когда компьютер стал основным инструментом исследователя, многие предпочитают и предварительные наброски, формулы сразу составляются и записываются на нем.
Компьютерная модель. Теперь, когда сформирована информационная знаковая модель, можно приступать собственно к компьютерному моделированию - созданию компьютерной модели. Сразу возникает вопрос о средствах, которые необходимы для этого, т. е. об инструментах моделирования.
Существует бесчисленное множество программных комплексов, которые позволяют проводить исследования (моделирование) информационных моделей. Каждая программная среда имеет свой инструментарий и позволяет работать с определенными видами информационных объектов. Поэтому перед исследователем возникает нелегкий вопрос выбора наиболее удобной и эффективной среды для решения поставленной задачи [1].
Некоторые программные среды используются человеком как эффективное вспомогательное средство для реализации собственных замыслов. Иначе говоря, человек уже знает, какова будет модель, и использует компьютер для придания ей знаковой формы. Например, для построения геометрических моделей, схем используются графические среды для словесных или табличных описаний - среда текстового редактора.
Другие программные среды используются как средство обработки исходной информации, получения и анализа результатов. Здесь компьютер выступает как интеллектуальный помощник. Так ведется обработка больших объемов информации в среде баз данных или проводятся вычисления в электронных таблицах.
В процессе разработки компьютерной модели исходная информационная знаковая модель будет претерпевать некоторые изменения по форме преставления, т. к. должна ориентироваться на конкретную программную среду и инструментарий.
Моделирование часто применяется вместе с другими общенаучными и специальными методами; особенно тесно оно связано с экспериментом. Изучение какого-либо объекта или явления на модели относится к особому виду эксперимента - модельному, который отличается от обычного эксперимента тем, что в процесс познания включается «промежуточное звено» - модель, являющаяся одновременно и средством и объектом экспериментального исследования, заменяющим оригинал. В частном случае такого эксперимента - в модельнокибернетическом эксперименте - вместо «реального» экспериментального оперирования с изучаемым объектом находят алгоритм (программу) его функционирования, который и выступает в качестве модели.
При моделировании различных явлений обычно прибегают к процедурам абстрагирования и идеализации. По своей сути моделирование и возникло на основе математических понятий абстрагирования и идеализации, ибо в математике под абстрагированием понимают процесс мысленного выделения одного или нескольких свойств или отношений предметов, которые в данной связи рассматриваются как особо важные; абстрагирование в математике чаще всего осуществляется через ряд последовательных ступеней обучения [3].
Особенностью математического познания является широкое использование символьного языка и алгоритмических процессов.
Именно это привело к применению методов математического моделирования и вычислительного эксперимента в науке и образовании. Сущность математического моделирования и его главное преимущество состоят в замене исходного объекта соответствующей ма-
тематической моделью и в дальнейшем изучении (экспериментировании с нею) на компьютере с помощью вычислительно-логических алгоритмов. Следует подчеркнуть, что исследование на модели не обязательно завершается полностью строгим решением задачи. Как правило, найти такое решение очень трудно или вовсе невозможно. Во многих случаях исследователь удовлетворяется приближенной оценкой значений величин, существенных для решаемой задачи.
Таким образом, моделирование по своей сути сводится к построению и анализу моделей предметов, явлений, процессов и объектов. Оно является универсальной методологией научного познания и решения практических задач. Основными функциями моделирования в научном познании и обучении являются иллюстративная, трансляционная, заместительноэвристическая, прогностическая.
Литература
1. Гершунский Б.С. Компьютеризация в сфере образования//Информатика и образование, №3, 2008.
2. Машбиц Е.И. Компьютеризация обучения: проблемы и перспективы.
М., 2006.
3. Тыщенко О.Б. Новое средство компьютерного обучения - электронный учебник // Компьютеры в учебном процессе, 2008, № 10, стр. 89-92.
