CC BY
28
УДК 681.142.37:378.147 ББК 74.58
МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ ЛИНИИ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ФОРМАЛИЗАЦИИ В КУРСЕ ТЕОРИИ И МЕТОДИКИ ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ ПЕДАГОГИЧЕСКИХ ВУЗОВ
О.М. Губанова, старший преподаватель кафедры информатики и методики преподавания информатики Пензенского государственного педагогического университета им. В.Г. Белинского
В статье исследуется актуальная на данном этапе современного педагогического образования проблема формирования компетентности в области моделирования и формализации. Автором определяется само понятие «компетентность», выделяются составляющие указанной компетентности. Ключевые слова: моделирование, формализация, информатика.
TECHNIQUE OF MODELLING AND FORMALIZATION TRAINING IN THE COURSE OF THE THEORY AND THE TECHNIQUE OF TRAINING TO COMPUTER SCIENCE IN PEDAGOGICAL HIGH SCHOOLS
Gubanova O.M.
The actual problem of modern pedagogical education is the formation of competence in the field of modeling and formaliza-tion. The author defines the concept "competence", allocates components of the specified competence. Keywords: modeling, formalization, computer science
Современный период развития общества характеризуется процессом информатизации, одним из приоритетных направлений которого является информатизация образования. Поэтому первоочередной задачей выступает как внедрение ИКТ в преподавание фундаментальных предметов школьного курса, так и модернизация курса информатики и ИКТ.
Заметим, что разделение курса информатики и ИКТ на отдельные линии носит достаточно условный характер. Все линии взаимосвязаны между собой, отдельные вопросы рассматриваются в разных содержательных линиях.
М.П. Лапчик [1] отмечает, что «линия формализации и моделирования, наряду с линией информации и информационных процессов, является теоретической основой базового курса информатики и дальнейшее развитие курса информатики должно быть связано с углублением этих содержательных линий», т.к. моделирование является неотъемлемым компонентом общечеловеческой культуры и мощным методом познания окружающего мира - природы и общества.
Большинство разделов базового курса имеют прямое отношение к моделированию, в том числе и темы, относящиеся к технологической линии курса. Текстовые и графические редакторы, программное обеспечение телекоммуникаций можно отнести к средствам, предназначенным для работы с информацией: позволяющим набрать текст, построить чертеж, передать или принять информацию по сети. Программные средства информационных технологий - СУБД, табличные процессоры - следует рассматривать как инструменты для работы с информационными моделями. Алгоритмизация и программирование также имеют прямое отношение к моделированию.
Таким образом, линия моделирования и формализации является сквозной для многих разделов базового курса.
Как известно, школьный курс информатики и ИКТ закладывает основы для продолжения обучения в высших учебных заведениях.
Система высшего образования на данной ступени развития находится на этапе пересмотра содержания и технологий на принципах развивающего обучения, т.е. специальной подготовки студентов к инновационной деятельности (Е.В. Елисеева, Е.И. Машбиц, П.К. Петров, И.В. Роберт, и др.), что диктует необходимость внесения корректив в профессиональную подготовку студентов.
Это порождает спрос на квалифицированных специалистов в области информатики и ИКТ, специалистов, обладающих необходимым уровнем компетентности.
Понятие компетентности выражает единство теоретической и практической готовности будущего учителя к осуществлению профессиональной деятельности. Широкий круг компетентностей будущего учителя информатики и ИКТ необходимо дополнить компетентностью в области моделирования и формализации, т.к. ранее нами было выявлено, что линия моделирования и формализации является основной теоретической линией курса Информатики и ИКТ. Процессы моделирования широко используются во всех сферах деятельности человека. Учитывая эту тенденцию, необходимо совершенствовать методику формирования понятия моделирования, знаний о методе формализации, что обеспечит условия адаптации выпускника в школе.
В настоящее время наметилась тенденция описания профессионального образования как процесса развития необходимой компетентности специалиста.
Под компетентностью понимают владение специалистом набором необходимых для его работы компетенций, либо соответствие данного специалиста требованиям его должности, либо способность специалиста эффективно осуществлять свою профессиональную деятельность.
Сам процесс моделирования и его результативность способствуют формированию и развитию исследовательских навыков, саморазвитию и формированию собственной точки зрения, усилению межпредметных связей, активизации мыслительной деятельности, благодаря чему в ходе построения конкретной информационной модели какого-либо объекта появляется реальная возможность осуществлять системно-логический анализ этого объекта.
Актуальность формирования и развития компетентности в области моделирования и формализации возрастает в связи с тем, что данный раздел занимает в школьной информатике одну из ведущих позиций, а в рамках дисциплины «Теория и методика обучения информатике» рассматривается не так широко. В связи с этим профессиональные знания в области моделирования и формализации являются на данный момент одним из наиболее востребованных качеств будущего учителя информатики и ИКТ.
Для формирования вышеуказанной компетентности в
области моделирования и формализации разработано рациональное содержание курса теории и методики обучения информатике. Курс содержит как лекционный материал, так и указания к выполнению лабораторных работ.
Необходимая компетентность понимается не просто как совокупность знаний, умений, навыков, формируемых в процессе обучения моделированию и формализации, но и как способность ориентироваться в современном информационном потоке, готовность к отбору адекватных информационных средств, к выполнению будущей педа-
УДК 378 ББК 74.58+22.3р
гогической деятельности с помощью информационных и смешанных технологий.
По итогам проведенного педагогического эксперимента было доказано, что указанная методика помогает сформировать выделенные составляющие компетентности в области моделирования и формализации.
Литература
1. Лапчик М.П. Методика преподавания информатики: Учеб. Пособие для студ. Пед. вузов. - М: Издательский центр «Академия», 2001.
КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПОДГОТОВКЕ БУДУЩЕГО УЧИТЕЛЯ ФИЗИКИ
А.В. Силантьев, старший преподаватель кафедры физики Марийского государственного педагогического института им. Н.К. Крупской
Предложена методика использования системы Maple на занятиях по электродинамике, способствующая развитию познавательной активности студентов. Показано, как можно использовать эту методику при обучении школьников.
Ключевые слова: компьютерные технологии, электродинамика, решение задач, моделирование.
COMPUTER TECHNOLOGIES IN TRAINING OF THE FUTURE TEACHER OF PHYSICS
Silant 'ev A.V.
Method is proposed for using Maple on works of electrodynamics. This method evolves cognition of students. It is shown how this method can be used in pupils' training.
Keywords: computer technologies, electrodynamics, solving problems, modeling.
Применение инновационных подходов к процессу обучения приобретает в последние годы особую значимость в связи с информатизацией системы образования и внедрением новых компьютерных технологий в учебный процесс. Внедрение новых компьютерных технологий в практику обучения физике является эффективной формой повышения качества подготовки и обуславливает переход от традиционной методики преподавания физики к обучению физике с использованием новых компьютерных технологий [1].
Электродинамика как один из важных разделов физики используется в самых различных областях науки и техники. Будущий учитель физики обязан, не вдаваясь в математические и физические детали, на доступном для учащихся уровне излагать суть того или иного электромагнитного явления или устройства. Для этого необходимо строить модели рассматриваемых явлений, проводить компьютерное моделирование и исследование физических моделей.
Нами разработана и опробована технология проведения практических и семинарских занятий студентов-физиков по электродинамике в педагогическом институте с использованием системы Maple [2]. Студентам предлагаются для решения задачи, взятые из стандартных задачников по электродинамике, на примере которых можно не только разобрать математические методы решения задач, но и довольно подробно проанализировать физическое явление. Студенты с помощью системы Maple получают ответ задачи в виде конечной формулы, строят двумерные или трехмерные графики, делают анимацию, исследуют влияние на физический процесс различных параметров системы.
Данную технологию мы использовали также на уроках физики в специализированных классах средней школы. Система Maple позволяет школьникам достаточно просто решать задачи, сводящиеся к решению дифференциальных уравнений, к вычислению производных и интегралов, а также других достаточно сложных математических конструкций. При этом мало знакомые школьникам понятия, такие как дифференциальные уравнения, интегралы и производные можно заменить понятием оператор, с которым учащиеся хорошо знакомы по курсу информатики.
В качестве примера рассмотрим задачу нахождения потенциала и напряженности электрического поля равномерно заряженной прямолинейной бесконечной нити с линейной плотностью е, рис. 1.
Нетрудно показать, что для бесконечной равномерно заряженной нити вектор напряженности электрического поля в каждой точке пространства ортогонален нити, а его модуль вычисляется следующим образом:
E = 1 cos(t)|dE = e J dh = e T dt = 2L (1)
-ад r +h -л /2 r r
