CC BY
29
УДК 37.02
Sadulaeva B.S., Cand. of Sciences (Pedagogy), senior lecturer, Chechen State Pedagogical University (Grozny, Russia),
E-mail: sadulaeva@mail.ru
SOLUTION OF COMPUTER MODELING OBJECTIVES. The article discusses the possibilities of abstracting and researching the behavior of dynamic systems, with computer simulation capabilities and various ways of processing, storing and retrieving information that are the advantages of computer models, used as training tools, showing a combination of the merits of modeling with virtually unlimited computer capabilities that produce a fairly strong effect in training. The analysis in the research is conducted by using the methodology of computer models. The authorconcludesthat thesystematic use of computer modeling forthe decisionoftasks ofthe graphing software environment raises interest students to study mathematics, develops creative thinking contributes to the trainee's Ofotessional oriontatiooof stukhnts-conermgd.
Key words: computer modeling, Microsoft Excel, methods of computer science for schoolchildren.
Б.С. Садулаева, канд. пед. наук, доц., Чеченский государственный педагогический университет, г. Грозный,
E-mail: sadulaeva@mail.ru
ОРЕШЕ НИИ ЗАДАЧКО М ПЬЮТЕРН О Г0М0Д ЕЛИРОВАНИЯ
В статье рассмотрены возможности абстрагирования и исследования поведения динамических систем, с имитацион-нымиевойстваои кемпыютэеаи рараоебоазесмиспособаеи оЫыабоеки.ыгааеоряеыолучыаия ипформарпиеоелоыыихоя достоинствами компьютерных моделей, используемых в качестве учебных, показано сочетание достоинств моделирования с пдакеичоски неогеааычеаеыми возоржнестемикомеьютера,котооо1ефа ют дестоточнооирыныХэффоко в обучеаиа.Аотэс делает вывод о том, что систематическое использование компьютерного моделирования при решении задач на построение графиков в программных средах повышает интерес учащихся к изучению математики, развивает творческое мышление об-доаерего, споуоесывует пеофессиоеалыпойоеееаоаеои учящихоя.
Ключевые слова: компьютерное моделирование, Microsoft Excel, методика обучение информатике школьников.
Использование информационных и компьютерных технологий открывает широкие возможности прикладных аспектов научных дисциплин.Компьютерноемоделирование -этофун-даментальное и прикладное направление, которое используется пеюктилески вовсеэ сфенах ладки и практииеской деятеоуннсюи , оно находится на стыке различных предметных областей и ком-пьютернойнюгебны, математлческого моивлииованиолдр. [1 ;2]
В рамках нашего исследования нас будет интересовать возможности компьютерного моделирования для решения мате-мауинесаин задач в шкюле.Оиотнмакомпвютурнсй матемаликк «МАТНЕМАТ1СА» позволяет реализовать вопросы программи-роланея, в кей лривенеао мнсжеотвофункциВа кюмеод, ввера-ны средства динамической оценки переменных, предоставлена возможность интерактивной визуализации вычислений и дина-мияескогогоафичэсрого иаткрфейта иопвсакынотнв примеров применения СКМ «МАТНЕМАТ1СА» для моделирования 2-d и 3^графаклн[4].Силтеда
является программным средством, позволяющим проводить визуальное моделирование различных функций, выполнения мате-млвичеекилй телнилеккоерасвеаов.й пеермyшeттвoмMatаCMD относится достаточно простой в освоении графический интерфейс . Удлчвюмрешеаивм иаеелуктичаогк гомльютеролгомаде-лирования на уроках математики является «1С: Математический конструктор» - интерактивная творческая компьютерная среда, пpeдеезночeннвяyлапнддаажкикyкоalPaтлмaемко , Прэгдтмма позволяет создавать интерактивные модели, объединяющие кoнcлpрмpоаaнит,Пкнaмияeскoeвaееиравaкиe, нкстерименря может быть использована на всех этапах математического образования.
.¡сгнэвАЕхле! - эфлэкяив аоо Аредетвемоделирования различных вариантов и ситуаций. Известно, что метод итераций позволяенaaВеипpиMлижeмaoе решею «аерешаемых» вазвн
нений. В среде Microsoft Excel удобно и наглядно можно менять исходные данные и наблюдать за изменением соответствующих результатов.выбираянаиболее подходящий результат для ре -шаемой задачи [3].
Изучаяооытотечеетвееныхьедагорор,можно вы-
вод, что использование метода компьютерного моделирования неьеоках маеым атыпроаг^я^орсьэт и зодичесаи.
Математическое моделирование как наука вовсе требует компьютерной поддержки не всегда. Каждый знаток, профессио-ральноарактикдющхймьтемаыическре мрделиьованые.ыыпол-няет все от него зависящее для аналитического исследования додыаи. Ынaлитавeдкиреeшeвия(о.e■апоедeиДнныeфoнмрлы, представляющие итоги исследования через исходные данные) информативнее числовых и удобны в использовании. Однако потерциал еналитиоеских меоодсвеешенерьложных ^тема-тических задач очень лимитирован и чаще всего эти методы нaяаoгo рpоднeлчыCлыHHрlо.EЯаaшeм кеысепрыобладают численные методы, исполняемые на компьютерах. Стоит заметить, что определение «аналитическое решение» и «компьютерное йоеанир» впвыенеевляются взхемно oбpaонымн,пытoяyитo: а) все чаще компьютеры при математическом моделировании
длячиеленюыхрдычхеов, ао и для аналитических преобразований; б) итог аналитического изучения математической модели нередко определён столь о°аем аоыДырмулей, что сзхнолитея затруднихеоьаыаируаееао понять описываемый ею процесс. Эту формулу (в лучшем слу-чаа ноыькоФоьмулу!)ыеоДхоаимопоокаболиаоветыводзхть графически, растолковать в динамике, а порой даже озвучить, т. е. выполнить то, что называется «визуализацией». Понятно, потенциал современных компьютеров больше всего подходят этой задаче [3].
Стеукрурауркомеата MS Excel приведена на рисунке 1.
Рис. 1. Структура документа в табличном процессоре
Ячейка - это место пересечения столбца и строки. Она является минимальным элементом хранения данных. Обозначение отдельной ячейки сочетает в себе номера столбца и строки, на пересечении которых она расположена (например, S5, DE234) Обозначение ячейки выполняет адресную функцию.
Адреса ячеек используются при записи формул. Также можно использовать систему адресации, при которой нумеруются и строки, и столбцы - стиль ссылок R1C1. В этой системе MS Excel указывает положение ячейки буквой R, за которой идет номер строки, и буквой C, за которой идет номер столбца (Сервис - Параметры - Общие) [4].
Блок (интервал) ячеек - группа последовательных ячеек. Интервал задается указанием адреса левой верхней ячейки и правой нижней разделённых символов: (например, A5: C20).
На вкладке «Формулы» приведена библиотека функций, из которой можно выбрать нужные функции: логические, финансовые, текстовые, последние, автосумма или вставка функции по описанию как показано.
Функции состоят из пары частей: названия функции и одного или нескольких аргументов. Название функции, например, СУММ, - выражает процесс, который эта функция исполняет. Аргументы задают значения или ячейки, эксплуатируемые функцией. В формуле, приведенной ниже: СУММ - имя функции; В1: В5 - аргумент. Данная формула суммирует числа в ячейках В1, В2, В3, В4, В5: =СУММ (В1: В5).
Эксплуатация аргументов. При эксплуатации в функции двух и более аргументов они разделяются один от другого точкой с запятой. Вот хоть, эта формула показывает, что нужно перемножить числа в ячейках А1, А3, А6: =ПРОИЗВЕД (А1; А3; А6).
В функции есть возможность использовать до 30 аргументов, только в случае если общая длина формулы не больше 1024 символов.
К примеру: =СУММ (А2: А5; В4: В8).
Мастер диаграмм. Эта функция, которая, опираясь на пять диалоговых окон, даёт возможность вывести всю нужную информацию для построения диаграммы или графика и выведения его, а рабочий лист.
Из достоинств EXCEL стоит выделить возможность превращать абстрактные ряды и столбцы чисел в аккуратные информативные графики и диаграммы. Диаграммы - это удобное способ графического представления данных. Они дают возможность оценить имеющиеся величины лучше, чем углубленное исследование каждой ячейки рабочего листа. Диаграмма помогает найти ошибку в данных, попавшую в одну из ячеек [3].
Функцию можно рассматривать как модель, представляющую зависимость одной величины (переменной) от другой величины или нескольких величин (аргументов). В таких областях исследований, как бухгалтерская отчетность, экспериментальные измерения, банковская деятельность, статистические исследования и измерения и т.д. часто используется табличный способ задания функции. При данном методе один ряд данных представляется как значения аргумента, другие как значения функции. Наличие формулы функции дает преимущество, которое состоит в возможности нахождения значений функции, не содержащихся в таблице.
При выборе функции должны быть рассмотрены следующие вопросы:
1) Выбор типа функции (линейная, показательная, логарифмическая и т. д.).
Библиографический список
2) Оценка погрешности приближения.
Изучение компьютерного моделирования в старших классах средней школы с использованием приложения Microsoft Excel имеет преимущества:
- повышает мотивацию изучения информатики в целом, в силу привлекательности и понятности темы;
- приучает школьника выполнять учебное задание в завершенном виде, в частности, в виде готового проекта;
- выступает в качестве средства повышения интереса учащихся к изучению математических и естественнонаучных дисциплин;
- способствует профессиональной ориентации учащихся;
- развивает творческое мышление обучаемого.
Эти положения являются теоретической основой обучения школьников решению математических задач с использованием компьютерного моделирования. Данное обоснование включает следующие аспекты: информационный, психологический и дидактический.
Информационный аспект предполагает: возможность получения новой информации различных форматов; возможность выбора информации; формирование информационной культуры школьников.
Психологический аспект использования возможностей компьютерного моделирования в обучении отражает особый тройственный характер отношений ученика с окружающими объектами (ученик, учитель и компьютер). Это позволяет более вариативно подходить к учебной деятельности: больше возможностей реализации индивидуального подхода; развитие познавательного интереса школьников; психические особенности восприятия, памяти, мышления, воображения; расширение возможностей коммуникативной организации обучения.
Дидактический аспект применения компьютерного моделирования способствует: реализации основных дидактических принципов обучения; использованию различных форм организации процесса обучения; разработке и реализации цели обучения; отбору содержания обучения в соответствии с используемыми компьютерными моделями; повышению мотивации учащихся средствами визуализации процесса моделирования; получение качественно новые результаты обучения. Компьютерное моделирование применяется при обучении в школе разным дисциплинам. Возможности абстрагирования и исследования поведения динамических систем, с имитационными свойствами компьютера и разнообразными способами обработки, хранения и получения информации являются достоинствами компьютерных моделей, используемых в качестве учебных моделей. Сочетание достоинств моделирования с практически неограниченными возможностями компьютера дают достаточно сильный эффект в обучении.
В ходе исследования вопроса использования компьютерного моделирования для построения графика при решении математических задач в школе были изучены проблемы использования моделирования для решения образовательных задач, проведен анализ методики создания компьютерных моделей. Систематическое использование компьютерного моделирования при решении задач на построение графиков в программных средах повышает интерес учащихся к изучению математики, развивает творческое мышление обучаемого, способствует профессиональной ориентации учащихся.
1. Дьяконов В.Д., Круглов В.П. Математические пакеты расширения. Москва, 2011.
2. Розова Н.Б. Применение компьютерного моделирования в процессе обучения: на примере изучения молекулярной физики в средней общеобразовательной школе. Москва, 2013.
3. Садулаева Б.С., Мустафинова А.А. Формирование профессиональных компетенций будущих бакалавров информатики в процессе обучения компьютерному моделированию. Новая наука: теоретический и практический взгляд: сборник трудов по итогам Международной научно-практической конференции. Стерлитамак: АМИ, 2016; Ч. 2: 80 - 82.
4. Малышева Р.Н. Построение графиков с помощью Exsel. Москва, 2010.
References
1. D'yakonov V.D., Kruglov V.P. Matematicheskie pakety rasshireniya. Moskva, 2011.
2. Rozova N.B. Primenenie komp'yuternogo modelirovaniya vprocesse obucheniya: na primere izucheniya molekulyarnoj fiziki vsrednej ob-scheobrazovatel'noj shkole. Moskva, 2013.
3. Sadulaeva B.S., Mustafinova A.A. Formirovanie professional'nyh kompetencij buduschih bakalavrov informatiki v processe obucheniya komp'yuternomu modelirovaniyu. Novaya nauka: teoreticheskij i prakticheskij vzglyad: sbornik trudov po itogam Mezhdunarodnoj nauch-no-prakticheskoj konferencii. Sterlitamak: AMI, 2016; Ch. 2: 80 - 82.
4. Malysheva R.N. Postroenie grafikovs pomosch'yu Exsel. Moskva, 2010.
Статья поступила в редакцию 20.05.17
