Метод компьютерного моделирования в системе геометрической подготовки будущего бакалавра

Авторы: Нифонтова Мария Борисовна, Паршина Алина Николаевна

.

Рубрика: Педагогика

Страницы: 99-102

Объём: 0,27

Опубликовано в: «Наука без границ» № 4(32), апрель 2019

Скачать электронную версию журнала

Библиографическое описание: Нифонтова М. Б., Паршина А. Н. Метод компьютерного моделирования в системе геометрической подготовки будущего бакалавра // Наука без границ. 2019. № 4(32). С. 99-102.

Аннотация: Использование компьютера как инструмента учебной деятельности дает возможность переосмыслить традиционный подход к изучению геометрии; усилить экспериментальный и исследовательский компоненты деятельности студентов; приблизить процесс обучения к реальному процессу познания, основанному на технологии моделирования.

Интенсификация образования как одна из современных тенденций развития образовательной системы предполагает совершенствование обучения на основе комплексного подхода в триедином отношении – теоретическом, организационно-управленческом, личностно-деятельностном. При этом профессиональное высшее образование рассматривается как система «самостоятельных интегративных процессов в многоуровневой структуре, целенаправленное взаимодействие которых приводит к созданию новой целостности – профессиональной деятельности» [1, с. 21].

Эффективность процесса интенсификации образования определяется оптимальным сочетанием традиционных и новых средств обучения. «Образовательный процесс в высшей школе необходимо рассматривать как целостную педагогическую систему с целью исследования проблемы влияния образовательных (в том числе педагогических, информационных, коммуникационных) технологий на профессиональную подготовку будущих учителей» [2, с. 19].

Геометрическая подготовка будущего учителя математики представляет собой комплексный процесс формирования фундаментальных геометрических знаний, знакомства со способами и средствами осуществления деятельности, обеспечивающими переход от усвоения геометрических знаний абстрактного характера к конкретному многообразию форм их проявления (умений, навыков).

Проблема повышения уровня геометрической подготовки будущего учителя математики в значительной степени решается дидактически обоснованным применением информационных технологий. По утверждению Г.Д. Глейзера, Н.Х. Розова, «прогресс математического образования невозможен без компьютеризации учебного процесса и внедрения компьютерных обучающих технологий» [3, с. 95]. Подавляющее большинство педагогических разработок нацелено сегодня на всемерное использование вычислительной техники для повышения эффективности преподавания и углубления усвоения.

Компьютерное моделирование мы рассматриваем как действенный метод формирования и развития пространственного воображения и продуктивного мышления будущего учителя математики.

Под моделью в широком смысле понимают мысленно или практически созданную структуру, воспроизводящую часть действительности в упрощенной и наглядной форме. Модель выступает как некоторая идеализация действительности, хотя характер и степень упрощения, вносимые моделью, могут меняться со временем. В более узком смысле термин «модель» применяется, когда хотят изобразить некоторую область явлений с помощью другой, более изученной и легче понимаемой.

Под компьютерной моделью понимают: 1) условный образ объекта или системы объектов, описанных компьютерными средствами и отображающих структуру элементов объекта и взаимосвязи между ними; 2) программный комплекс, позволяющий с помощью последовательности вычислений воспроизводить процессы функционирования объекта или системы объектов при воздействии различных факторов [5, 6].

Компьютерное моделирование – метод решения задачи анализа или синтеза сложной системы на основе использования ее компьютерной модели. Технология компьютерного моделирования рассматривается как системный метод создания, исследования и использования компьютерных моделей в обучении. Дидактической особенностью компьютерного моделирования является ориентация компьютерных моделей на решение творческих задач, в ходе которого компьютер выступает необходимым инструментом в проведении исследований и экспериментов.

Процесс освоения технологии компьютерного моделирования задач придает качественно иную специфику всему характеру учебно-познавательной деятельности студентов. Компьютерное моделирование как технология решения исследовательских, творческих задач определяет развитие мышления. Это связано с тем, что содержание теоретической и методической подготовки студентов значительно расширяется за счет обобщенных приемов мыслительной и практической деятельности.

Содержательные преимущества компьютерного моделирования выражаются в возможности обращаться к тем аспектам базовой науки, которые ранее были недоступны студентам из-за сложности, необходимости большого количества времени на изложение и усвоение, недостаточной наглядности, громоздком математическом аппарате для описания, трудоемкости представления результатов. Тем самым компьютерное моделирование позволяет углубить понимание материала, продемонстрировать его новые стороны, предъявляя материалы новым способом и существенно экономя время.

При компьютерном моделировании не рассматриваются несущественные для познания свойства геометрических объектов, затрудняющие восприятие и исследование. В результате облегчается установление отношений, взаимосвязей параметров. Управление процессом моделирования и анализ модели при изменении условий служат не только материалом для запоминания, сколько основой для практической деятельности. Главным аспектом обучения становится не заучивание правил и приемов, а сам процесс продуктивного мышления.

Компьютерное моделирование оказывает определяющее влияние на становление комплекса профессионально-личностных качеств будущего учителя, формируя умения: самостоятельно ставить проблемы; прогнозировать результаты исследования; проводить комплексные оценки, отбирая главные и второстепенные факторы для построения моделей; проводить аналогии; проводить объективный и всесторонний анализ компьютерного эксперимента.

Компьютерное моделирование выступает также в роли мощного средства развития образного мышления. «ЭВМ, – пишет Б.Ф. Ломов, – дают возможность воочию познакомить его (человека) со всей совокупностью операций воображения, показывая на экране дисплея, как комбинируются, рекомбинируются, акцентируются, преобразуются по масштабу и т.п. те или иные образы» [7, с. 30].

По мнению П.И. Соверткова [2, с. 156], формирование образного мышления средствами информационных технологий проходит следующие этапы:

1) восприятие статического геометрического объекта,

2) мысленное представление геометрического объекта в движении,

3) разработка математической модели геометрического объекта в динамике. Использование параметрических уравнений для задания движения объекта формирует умение моделировать непрерывный процесс с помощью цикла, т.е. аппроксимацию непрерывной величины с помощью дискретной величины.

4) создание визуальной формы объекта с помощью компьютера. На этом этапе создается геометрический образ с помощью программирования. Визуальное наблюдение созданного продукта делает знание видимым, а чувственное содержание образа становится носителем смыслового содержания.

Технология компьютерного моделирования, являющаяся одной из наиболее продуктивных технологий современного научного познания, должна занять достойное место в системе геометрической подготовки будущего учителя математики.

Список литературы

1. Беляева А. П. Тенденции развития профессионального образования // Педагогика. 2003. № 6. С. 21-27.
2. Современные проблемы школьного и вузовского математического образования // Тез. докл. XXIV Всерос. семинара преподавателей математики ун-тов и педвузов / Под ред. А. Г. Мордковича, И. К. Кондауровой. – М.; Саратов: Ред.-изд. отдел Моск. гор. пед. ун-та, Изд-во Сарат. ун-та, 2005. – 236 с.
3. Глейзер Г. Д., Розов Н. Х. Восьмой международный конгресс по математическому образованию // Математика в школе. 1997. № 4. С. 93-96.
4. Концепция информатизации сферы образования РФ (июль 1998 г.). – М., 1998. – 102 с.
5. Башмаков М. И. и др. Понятие информационной среды процесса обучения // Школьные технологии. 2000. № 2. С. 153-182.
6. Немов Р. С. Психология: Учебник для студентов высших пед. учеб. заведений в 3 кн. Кн.1: Общие основы психологии. – 3-е издание: М.: Владос, 1994. – 436 с.
7. Ломов Б. Ф. ЭВМ и развитие человека // Вестник высшей школы. 1985. – № 12.

Материал поступил в редакцию 14.04.2019
© Нифонтова М. Б., Паршина А. Н., 2019