Дипломдық жұмыс: Оқушылардың шығармашылық қабілеттерін дамыту үшін компьютерлік модельдеуді оқытуда оқу-шығармашылық тапсырмаларды пайдалану. Дизайн студенттеріне 3D модельдеуді оқыту процесінде компьютерлік технологияның рөлі

1-тарау. Ғылым мен білімдегі модельдер және модельдеу.

1.1 Қазіргі ғылымдағы модельдер және модельдеу.

1.2 Мектеп оқушыларын оқыту процесінде үлгілерді қолдану.

1.3 Оқытудағы компьютерлік модельдеу.

2-тарау. Компьютерлік оқытудың психологиялық-педагогикалық негіздері.

2.1 Компьютерлік оқытудың психологиялық-педагогикалық аспектілері.

2.2 Ерекшеліктер оқу іс-әрекеттеріжәне оны компьютерлік оқыту негізінде басқару.

3-тарау орта мектеп«Молекулярлық физика» тақырыбын компьютерлік модельдеуді пайдалана отырып оқу кезінде.

3.1 «Молекулалық физика» тарауындағы компьютерлік модельдеу жағдайын талдау.

3.2 Көптеген бөлшектер жүйелерінің динамикасын компьютерлік модельдеуге арналған эксперименттік бағдарламаның сипаттамасы және оны оқу процесінде пайдалану мүмкіндігі.

3.3 Эксперименттік бағдарлама негізінде «Молекулалық физика» бөлімін оқу кезінде 10-сыныпта физика сабағын ұйымдастыру және өткізу әдістемесі.

4.1 Эксперименттің міндеттері және оны өткізуді ұйымдастыру.

4.2 Педагогикалық эксперимент нәтижелерін талдау.

Диссертацияға кіріспе педагогика пәнінен «Оқу процесінде компьютерлік модельдеуді қолдану» тақырыбында

Қоғам дамуының маңызды бағыттарының бірі – білім. Білім болашақ үшін «жұмыс істейді», ол әрбір адамның жеке қасиеттерін, оның білімін, дағдысын, мінез-құлық мәдениетін, дүниетанымын анықтайды, сол арқылы қоғамның экономикалық, адамгершілік және рухани әлеуетін жасайды. Ақпараттық технологиялар білім берудегі негізгі құралдардың бірі болып табылады, сондықтан оларды дамыту және білім беруде пайдалану стратегиясын жасау өзекті мәселелердің бірі болып табылады. Демек, компьютерлік технологияны қолданудың мемлекеттік маңызы бар. Көптеген сарапшылар қазіргі уақытта компьютер білім беру жүйесінде сапалы серпіліс жасауға мүмкіндік береді деп есептейді, өйткені мұғалімнің қолында қуатты оқыту құралы. Әдетте компьютерлендірудің екі негізгі бағыты бар. Біріншісі жалпыға бірдей компьютерлік сауаттылықты қамтамасыз етуді көздесе, екіншісі компьютерді оқытудың тиімділігін арттыратын құрал ретінде пайдалану.

Білім беру жүйесінде іс-әрекеттің екі түрі ажыратылады: оқыту және оқу. Н.Ф. Талызина мен Т.В. Ғабай компьютердің оқудағы рөлін оның атқаратын қызметі тұрғысынан қарастыруды ұсынды.

Егер компьютер оқу іс-әрекетін басқару қызметін атқарса, онда компьютер оқу іс-әрекетін модельдеп, сұрақ қойып, мұғалім ретінде оқушының жауаптары мен сұрақтарына жауап беретіндіктен, оны мұғалімнің орнын басатын оқу құралы ретінде қарастыруға болады.

Егер компьютер тек оқу іс-әрекетінің құралы ретінде пайдаланылса, онда оның оқушылармен қарым-қатынасы «компьютерді пайдаланушы» түріне сәйкес жүзеге асырылады. Бұл жағдайда компьютер жаңа білімді жеткізе алатын болса да, оқу құралы емес. Сондықтан олар компьютерлік оқыту туралы айтқанда, оқу қызметін басқару құралы ретінде компьютерді пайдалануды білдіреді.

Әзірге оқыту бағдарламаларының бірыңғай классификациясы болмағанына қарамастан, көптеген авторлар олардың ішінде келесі бес түрді ажыратады: тренинг, тәлімгерлік, проблемалық оқыту, модельдеу және модельдеу, ойын. Компьютерлік модельдер жоғарыда аталғандардың ішінде ең жоғары дәрежеге ие. В.В. Лаптев «Компьютерлік модель – бұл құбылыстың немесе процестің математикалық моделіне негізделген эксперимент объектісімен интерактивті әрекеттесу құралдарын және ақпаратты көрсету құралын әзірлеуді біріктіретін есептеу экспериментінің бағдарламалық ортасы. Компьютерлік модельдер есептеу физикасының негізгі объектісі болып табылады, оның ерекше әдісі есептеу эксперименті болып табылады, табиғи эксперимент эксперименттік физиканың ерекше әдісі сияқты. Академик В.Г. Разумовский: «Оқу процесіне компьютерлерді енгізу кезінде ғылыми білімнің көптеген әдістерінің, әсіресе оқудың қарқындылығын күрт арттыруға мүмкіндік беретін модельдеу әдісінің мүмкіндіктері артады, өйткені модельдеу кезінде құбылыстардың мәні ашылады. және олардың ортақтығы айқын болады».

Компьютерлік оқытудың қазіргі жағдайы сапасы жағынан айтарлықтай ерекшеленетін оқу бағдарламаларының үлкен жиынтығымен сипатталады. Мәселе мынада бастапқы кезеңКомпьютерлік оқытуды пайдаланған мектеп мұғалімдерін компьютерлендіру өз оқу бағдарламаларын жасады, ал олар кәсіби бағдарламашы болмағандықтан, олар жасаған бағдарламалар тиімсіз болды. Сондықтан, қамтамасыз ететін бағдарламалармен бірге проблемалық оқыту, компьютерлік модельдеу және т.б. бар үлкен саноқытудың тиімділігіне әсер етпейтін қарапайым оқыту бағдарламалары. Олай болса, мұғалімнің міндеті – оқыту бағдарламаларын жасау емес, қазіргі әдістемелік және психологиялық-педагогикалық талаптарға сай дайын сапалы бағдарламаларды пайдалана білу.

Модельдеу бағдарламаларының дидактикалық маңыздылығының негізгі критерийлерінің бірі мектеп физика зертханасы жағдайында бұрын орындалмайтын зерттеулерді жүргізу мүмкіндігі болып табылады. Дене тәрбиесінің мазмұнында толық көлемді эксперимент зерттелетін құбылысты немесе процесті тек сапалы түрде сипаттайтын бірнеше бөлімдер бар. Компьютерлік модельдерді қолдану да осы объектілерге сандық талдау жүргізуге мүмкіндік берер еді.

Мектеп физикасының осындай бөлімдерінің бірі – молекулалық физика, біз оны талдайтын компьютерлік оқытудың жағдайы. Оны зерделеу арқылы оқушылар сапалықпен кездеседі жаңа пішінматерияның қозғалысы - жылулық қозғалыс, онда механика заңдарынан басқа статистика заңдары да әрекет етеді. Табиғи тәжірибелер (броундық қозғалыс, диффузия, молекулалардың өзара әрекеттесуі, булану, беттік және капиллярлық құбылыстар, сулану) гипотезаны растайды. молекулалық құрылымзаттар, бірақ жүріп жатқан физикалық процестердің механизмін байқауға мүмкіндік бермейді. Механикалық модельдер: Штерн тәжірибесі, Гальтон тақтасы, газ заңдарын көрсетуге арналған қондырғы Максвеллдің газ молекулаларының жылдамдықтар бойынша таралу заңын суреттеуге және газ заңдарын шығару үшін қажетті қысым, көлем және температура арасындағы байланыстарды тәжірибе жүзінде алуға мүмкіндік береді.

Заманауи электронды және электронды есептеуіш техниканы қолдану экспериментті тұжырымдау мен өткізуді айтарлықтай толықтыра алады. Өкінішке орай, бұл тақырыптағы еңбектердің саны өте аз.

Жұмыста әртүрлі газдар молекулаларының жылдамдығының температураға тәуелділігін көрсету, өзгерісті есептеу үшін компьютерді қолдану сипатталған. ішкі энергиябулану, балқу және кристалдану кезіндегі денелер, сондай-ақ өңдеуде компьютерді пайдалану зертханалық жұмыс. Сонымен қатар Карно циклі негізінде идеалды жылу қозғалтқышының ПӘК анықтау сабағының сипаттамасы берілген.

Электрондық және электронды есептеуіш машиналарды пайдаланып экспериментті орнату әдістемесін В.В. Лаптев. Эксперимент схемасы келесідей көрінеді: өлшенген мәндер->сенсорлар-^аналогты-цифрлық түрлендіргіш-микрокалькулятор MK-V4 немесе Yamaha компьютері. Осы принцип бойынша оқуға арналған әмбебап электромеханикалық қондырғы жасалды мектеп курсыгаз заңдарының физикасы.

А.С.Кондратьев пен В.В.Лаптевтің «Физика және компьютер» кітабында жылдамдықтар бойынша молекулалардың максвеллдік таралу формуласын графиктер түрінде талдайтын, көтерілу биіктігін есептеу үшін Больцман үлестірімін қолданатын және Карно циклі.

И.В. Гребенев екі дененің бөлшектерінің соқтығысуы арқылы жылу беруді модельдейтін бағдарламаны ұсынады.

«Физикалық шеберхананың зертханалық жұмысын модельдеу» мақаласында В.Т. Петросян және басқалары бөлшектердің броундық қозғалысын модельдеуге арналған бағдарламаны қамтиды, олардың саны тәжірибе арқылы белгіленеді.

Молекулярлық физика секциясының ең толық және табысты дамуы SC FISI-KON ЖШС «Ашық физика» оқу компьютерлік курсы болып табылады. Онда ұсынылған модельдер молекулалық физика мен термодинамиканың барлық курсын қамтиды. Әрбір эксперимент үшін компьютерлік анимация, графиктер және сандық нәтижелер ұсынылады. Сапалы, пайдаланушыға ыңғайлы бағдарламалар кіріс макропараметрлерін өзгерту кезінде процестің динамикасын байқауға мүмкіндік береді.

Сонымен қатар, біздің ойымызша, бұл компьютерлік курс физикалық заңдылықтарды суреттейтін, өтілген материалды бекіту үшін ең қолайлы, өзіндік жұмысстуденттер. Бірақ ұсынылған эксперименттерді компьютерлік демонстрациялар ретінде пайдалану қиын, өйткені оларда әдістемелік қамтамасыз етілмегендіктен, жүріп жатқан процестің уақытын бақылау мүмкін емес.

Айта кету керек, қазіргі уақытта «нақты көрсеткіш бойынша қалыптасқан көзқарас жоқ: оқу процесінде компьютерді қайда және қашан пайдалану керек, компьютердің оқу тиімділігіне әсерін бағалауда практикалық тәжірибе жинақталған жоқ, аппараттық және оқу бағдарламалық қамтамасыз етудің түріне, түріне және параметрлеріне белгіленген нормативтік талаптар».

Педагогикалық бағдарламалық қамтамасыз етуді әдістемелік қамтамасыз ету туралы сұрақтарды И.В. Гребенев.

Компьютермен оқыту тиімділігінің ең маңызды критерийі ретінде оқушылардың пән бойынша жаңа, маңызды білімді компьютермен диалог арқылы, осындай деңгей арқылы немесе осындай сипатта алу мүмкіндігін қарастыру керек. танымдық белсенділік, бұл машинасыз оқытумен мүмкін емес, әрине, олардың педагогикалық әсері мұғалім мен оқушының жұмсаған уақытын төлейтін болса.

Бұл компьютерді пайдалану нақты пайда әкелу үшін қолданыстағы әдістеменің қай жағынан жетілмегендігін анықтап, компьютердің қандай қасиеттерін және оқытудың тиімділігін қай жолмен арттыруға болатынын көрсету қажет дегенді білдіреді.

Компьютерлік модельдеу жағдайын талдау мынаны көрсетеді:

1) компьютерлік модельдеу жалпы және атап айтқанда молекулалық-кинетикалық теорияның (МКТ) ережелеріне негізделген физикалық процестерді модельдейтін бағдарламалардың аз санымен ұсынылған;

2) МКТ негізінде модельдейтін бағдарламаларда сандық нәтижелер болмайды, тек кейбір физикалық процестің сапалық иллюстрациясы орын алады;

3) барлық бағдарламаларда бөлшектер жүйесінің микропараметрлері мен оның макропараметрлері (қысым, көлем және температура) арасындағы байланыс көрсетілмеген;

4) МКТ-ның бірқатар физикалық процестеріне компьютерлік имитациялық бағдарламаларды пайдалана отырып сабақтарды өткізудің әзірленген әдістемесі жоқ.

Бұл зерттеудің өзектілігін анықтайды.

Зерттеу объектісі – жалпы білім беретін мектептегі оқыту процесі.

Зерттеу пәні – жалпы білім беретін мектепте физиканы оқытуда компьютерлік модельдеуді қолдану процесі.

Зерттеудің мақсаты – мектеп физика курсының материалы негізінде компьютерлік модельдеудің педагогикалық мүмкіндіктерін зерттеу және компьютерлік модельдеу бағдарламаларын қолданудың әдістемелік қамтамасыз етуді әзірлеу.

Зерттеу мақсатына байланысты жұмыста келесі міндеттер қойылды:

1) оқу процесінде компьютерлік модельдеуді қолдану мүмкіндіктеріне кешенді талдау жүргізу;

2) оқу компьютерлік үлгілеріне қойылатын психологиялық-педагогикалық талаптарды анықтау;

3) физикалық құбылыстарды имитациялайтын және нақты оқу эффектісін беретін отандық және шетелдік компьютерлік бағдарламаларды талдау;

4) ортаның физикалық мазмұнының материалы негізінде компьютерлік модельдеу бағдарламасын жасау жалпы білім беру(«Молекулалық физика» бөлімі);

5) эксперименттік компьютерлік модельдеу бағдарламасының қолданылуын тексеру және оның дидактикалық және әдістемелік нәтижесін бағалау.

Зерттеу гипотезасы.

Оқушылардың білім, білік және ақпараттық мәдениетінің сапасы, егер физиканы оқыту процесінде әдістемелік қамтамасыз етілуі төмендегідей компьютерлік модельдеу бағдарламалары пайдаланылса, жоғарылатылуы мүмкін:

Оқыту тапсырмаларын орындау барысында компьютерлік модельдеудің теориялық негіздеріне сәйкес оқу компьютерлік модельдерін қолдану орны, уақыты, нысаны анықталды;

Студенттердің іс-әрекетін басқару формалары мен әдістерінің вариативтілігі жүзеге асырылады;

Мектеп оқушылары нақты объектілерден модельдерге және керісінше ауысуға жаттығады.

Зерттеудің әдіснамалық негізі: педагогикалық құбылыстарды зерттеудегі жүйелік және белсенді тәсілдер; компьютерлік модельдеудің философиялық, кибернетикалық, психологиялық теориялары (А.А. Самарский, В.Г. Разумовский, Н.В. Разумовская, Б.А. Глинский, Б.В. Бирюков, В.А. Штофф, В.М. Глушков және т.б.); білім беруді компьютерлендірудің психологиялық-педагогикалық негіздері (В.В.Рубцов, Е.И. Машбиц) және дамытушы білім беру тұжырымдамасы (Л.С.Выготский, Д.Б.Эльконин, В.В.Давыдов, Н.Ф.Талызина, П.Я.Гальперин). Зерттеу әдістері:

Ғылыми-әдістемелік талдау философиялық, психологиялық, педагогикалық және әдістемелік әдебиеттерзерттелетін мәселе бойынша;

Мұғалімдердің іс-тәжірибесін талдау, физиканы оқытудағы өзіндік тәжірибесін талдау орта мектепуниверситеттегі физика және әдістемесі;

Бағдарламаның мазмұнын анықтау мақсатында отандық және шетелдік авторлардың молекулалық физика бойынша компьютерлік бағдарламаларын модельдеуді талдау;

Модельдеу физикалық құбылыстармолекулалық физикада;

Таңдалған модельдеу бағдарламалары негізінде компьютерлік эксперименттер;

Сұрақ қою, әңгімелесу, бақылау, педагогикалық эксперимент;

Әдістері математикалық статистика.

Зерттеу базасы: Вологда қаласының № 3, 11, 17 мектептері, Вологда мемлекеттік жаратылыстану-математикалық лицейі, Вологда мемлекеттік педагогикалық университетінің физика-математика факультеті.

Зерттеу үш кезеңде жүргізілді және келесі логикаға ие болды.

Бірінші кезеңде (1993-1995 жж.) зерттеудің проблемасы, мақсаты, міндеттері және гипотезасы анықталды. Оқыту процесінде компьютерлік модельдерді жасау мен қолданудың теориялық негіздерін анықтау мақсатында философиялық, педагогикалық және психологиялық әдебиеттерге талдау жасалды.

Екінші кезеңде (1995 - 1997 ж.) зерттелетін мәселе аясында эксперименттік жұмыстар жүргізілді, ұсынылды. әдістемелік әзірлемелерфизика сабақтарында компьютерлік симуляциялық бағдарламаларды қолдану.

Үшінші кезеңде (1997 - 2000 жж.) тәжірибелік-эксперименттік жұмыстарды талдау және жалпылау жүргізілді.

Алынған нәтижелердің сенімділігі мен негізділігі мыналармен қамтамасыз етіледі: білім берудегі компьютерлік модельдеу мәселесін зерттеудің теориялық және әдістемелік тәсілдері; нәтижелерді сапалық және сандық талдаудың үйлесімі, оның ішінде математикалық статистика әдістерін қолдану; зерттеу мақсаты мен пәніне сәйкес келетін әдістер; компьютерлік модельдеу бағдарламасын әзірлеуге қойылатын ғылыми негізделген талаптар.

Соңғысы кейбір түсініктемелерді қажет етеді. Біз көптеген бөлшектердің жүйелерінің динамикасын модельдеуге арналған бағдарламаны жасадық, оның қозғалысын есептеу Х.Гулд пен Дж.Тобочник қолданған Верлет алгоритміне негізделген. Бұл алгоритм қарапайым және қысқа уақыт аралығында да дәл нәтижелер береді және бұл статистикалық заңдылықтарды зерттеу кезінде өте маңызды. Бағдарламаның түпнұсқа интерфейсі нәтижелерді бекіте отырып, процестің динамикасын көруге және жүйе параметрлерін өзгертуге ғана емес, сонымен қатар эксперимент уақытын өзгертуге, экспериментті тоқтатуға, осы кадрды сақтауға және келесі жұмысты бастауға мүмкіндік береді. одан үлгі.

Зерттелетін жүйе жылдамдықтары кездейсоқ орнатылған және Ньютон механикасының заңдары бойынша бір-бірімен әрекеттесетін бөлшектерден тұрады, ал молекулалар арасындағы әсерлесу күштері Ленард-Джонсон қисығы арқылы бейнеленеді, яғни бағдарламада модель бар. нағыз газ. Бірақ бастапқы параметрлерді өзгерту арқылы модельді идеалды газға келтіруге болады.

Біз ұсынған компьютерлік модельдеу бағдарламасы келесі физикалық заңдылықтар мен процестерді растайтын салыстырмалы бірліктерде сандық нәтижелерді алуға мүмкіндік береді: а) бөлшектердің (молекулалардың) өзара әрекеттесу күші мен потенциалдық энергиясының олардың арасындағы қашықтыққа тәуелділігі; б) Максвелл жылдамдығының таралуы; в) молекулалық-кинетикалық теорияның негізгі теңдеуі; г) Бойль-Мариотт және Чарльз заңдары; д) Джоуль және Джоуль-Томсон тәжірибелері.

Жоғарыда келтірілген тәжірибелер статистикалық физика әдісінің дұрыстығын растай алады, өйткені сандық эксперимент нәтижелері статистика заңдарының негізінде алынған нәтижелерге сәйкес келеді.

Педагогикалық эксперимент компьютерлік симуляциялық бағдарламаларды пайдалана отырып, сабақтарды өткізу әдістемесінің тиімділігін растады.

Зерттеудің ғылыми жаңалығы мен теориялық маңыздылығы:

1. Оқыту процесінде қолданылатын компьютерлік модельдеудің (философиялық, кибернетикалық, педагогикалық) жан-жақты сипаттамасы жүргізілді.

2. Компьютерлік оқыту үлгілеріне қойылатын психологиялық-педагогикалық талаптар негізделген.

3. Көптеген бөлшектердің динамикасын компьютерлік модельдеу әдісі қолданылды, бұл молекулалық физиканың мектеп курсында бірінші рет идеал газдың компьютерлік моделін құруға мүмкіндік берді, бұл өзара байланысты көрсетуге мүмкіндік береді. макропараметрлермен (қысым, көлем, температура) жүйенің микропараметрлері (жылдамдық, импульс, кинетикалық, потенциалдық және қозғалатын бөлшектердің толық энергиясы).

4. Физика әдістемесінде компьютерлік модельдеу бағдарламалары негізінде келесі сандық тәжірибелер жүргізілді: молекулалық-кинетикалық теорияның негізгі теңдеуі алынды; температура мен бөлшектердің (молекулалардың) ілгерілемелі қозғалысының кинетикалық энергиясы арасындағы байланыс көрсетілген; Идеал және нақты газдар үшін Джоуль және Джоуль-Томсон тәжірибелері модельденеді.

Зерттеудің практикалық маңыздылығы таңдалған мазмұн мен құрастырылған компьютерлік модельдеу бағдарламаларын орта мектепте молекулалық физиканың бірқатар мәселелері бойынша сандық эксперимент жүргізу үшін пайдалануға болатынында. Молекулярлық физика сабақтарын компьютерлік модельдеу бағдарламаларын пайдалана отырып өткізу әдістемесі әзірленіп, экспериментте сыналған. Зерттеу материалдары мен нәтижелерін педагогикалық жоғары оқу орындарының студенттерін оқыту және физика және информатика мұғалімдерінің біліктілігін арттыру процесінде де қолдануға болады.

Зерттеу барысында алынған негізгі материалдар мен нәтижелерге апробация жүргізілді

Халықаралық электронды ғылыми-техникалық конференцияда (Вологда, 1999);

«Жастардың өзгермелі өмір жағдайларына бейімделуінің әлеуметтік аспектілері» атты университетаралық ғылыми-практикалық конференцияда (Вологда, 2000);

Екінші облыстық ғылыми-әдістемелік конференцияда» Қазіргі заманғы технологияларжоғары және ортасында кәсіптік білім беру» (Псков, 2000);

Алтыншы Бүкілресейлік ғылыми-практикалық конференцияда «Оқу физикалық эксперимент мәселесі» (Глазов, 2001);

Вологда қаласының жалпы білім беретін мектептерінде физика пәнін оқыту кезінде ВМПУ студенттерімен физиканы оқыту әдістемесі бойынша сабақтарда, ВМПУ аспиранттарына және жалпы физика және астрономия кафедрасының оқытушыларына арналған семинарларда.

Қорғауға мыналар ұсынылады:

1. Оқыту процесінде компьютерлік модельдеуді қолданудың теориялық тәсілдері және оны әдістемелік қамтамасыз ету.

3. Жалпы білім беретін мектептің 10-сыныбында «Молекулалық физика» тақырыбын компьютерлік симуляциялық бағдарлама негізінде оқу кезіндегі физика сабағын ұйымдастыру және өткізу әдістемесі.

Диссертация құрылымы.

Диссертацияның құрылымы тапсырмаларды шешу логикасы мен реттілігімен анықталады. Диссертация кіріспеден, төрт тараудан, қорытындыдан, библиографиядан тұрады.

Диссертацияның қорытындысы «Жалпы педагогика, педагогика және білім тарихы» тақырыбына ғылыми мақала

Нәтижесінде теориялық және пилоттық зерттеубөлшектер жүйесінің динамикасының оқу компьютерлік үлгілерін пайдалану негізінде 10-сыныпта молекулалық физика курсын оқытуды жетілдірудің бағыттарын анықтауға қол жеткізді. дамытуға ерекше көңіл бөлінді нұсқауларүлгілермен жұмыс істеуді сабақтарға енгізу және компьютерлік модельдерді қолдану негізінде осы сабақтардың үлгілік сценарийлерін дайындау туралы.

Бұл оқытудың тиімділігін арттыруға, жүзеге асыруға мүмкіндік берді жеке көзқарас, байқағыштық, дербестік сияқты тұлғалық қасиеттерді дамыту, ақпараттық мәдениет элементтерін қалыптастыру.

ҚОРЫТЫНДЫ

Зерттеудің мақсаттарына сәйкес келесі негізгі нәтижелер алынды:

1. Модельдерді зерттеу және модельдеу бойынша әдебиеттерді талдау оларды гносеологиялық, кибернетикалық және басқа позициялардан сипаттайтын бірқатар теориялық ұстанымдарды анықтауға мүмкіндік берді. Модельдеу – әлемді танудың әмбебап әдісі. Ал модельдер модельдеу процесінің нәтижесінде көп қырлы мәнге ие болады. Модельдерді пайдалану объектінің ең күрделі жақтарын бөліп көрсете отырып, күрделі табиғат құбылыстарын жеңілдетуге мүмкіндік береді. Бұл, әдетте, ақпаратты өңдеу үшін ең қолайлы математикалық сипаттау тілін қолдануға, эксперименттік тексеруге қол жетімді сандық нәтижелерді алуға және осы нәтижелерді нақты объектімен корреляциялауға мүмкіндік береді. Оқыту процесі – ғылыми таным процесінің аналогының бір түрі. Ал ғылыми білім нақты объектілерді модельдік бейнелеу арқылы сипаттауды жеңілдетуге бейім болғандықтан, оқытуда модельдер мен модельдеуді пайдалану негізделген деп танылуы керек. Модельдеу мектепте оқытуда кеңінен қолданылады, әсіресе оның қазіргі түрі – компьютерлік модельдеу. Компьютерлік модельдер білім беру модельдерінің артықшылықтарын, әсіресе динамикалық жүйелердің әрекетін абстракциялау және зерттеу мүмкіндігін, компьютердің модельдеу қасиеттерімен және ақпаратты өңдеудің, сақтаудың және алудың әртүрлі әдістерімен біріктіреді. Сондықтан модельдеудің артықшылықтарын компьютердің мүмкіндіктерімен біріктіру оқуда жеткілікті күшті әсер алуға мүмкіндік береді, оны біз оқудағы когнитивті резонанс деп атадық.

2. Жоғарыда аталған ережелер өзгертілді теориялық негізікомпьютерлік модельдеу арқылы оқыту. Бұл негіздеу көп қырлы: ақпараттық, психологиялық және дидактикалық аспектілерді қамтиды.

Ақпараттық аспект мыналарды қамтиды:

Жаңа ақпарат алу мүмкіндігі;

Ақпаратты таңдауды жүзеге асыру;

Оқушылардың ақпараттық мәдениетін дамыту.

Білім беруде компьютерлік модельдеу мүмкіндіктерін жүзеге асырудың психологиялық аспектісі мыналарды көрсетеді:

Оқу іс-әрекетінің құрылысына неғұрлым вариативті көзқарасқа мүмкіндік беретін оқушының қоршаған объектілермен қарым-қатынасының ерекше сипаты (оқушы, мұғалім және компьютер арасындағы қарым-қатынастың үшжақтылығы);

Жеке тәсілді жүзеге асырудың кең мүмкіндіктері;

Мектеп оқушыларының танымдық қызығушылығына ықпал ету;

Қабылдаудың, есте сақтаудың, ойлаудың, қиялдың психикалық ерекшеліктері;

Оқытуды коммуникативті ұйымдастырудың жаңа мүмкіндіктері.

Мектепте компьютерлік модельдерді қолданудың дидактикалық аспектісі - бұл мүмкін болады

Оқытудың негізгі дидактикалық принциптерін жүзеге асыру;

Қолдану әртүрлі формалароқу процесін ұйымдастыру;

Оқу мақсаттарын әзірлеу және жүзеге асыру;

Зерттелетін материалдың мазмұнын пайдаланатын компьютерлік модельдерге сәйкес таңдау;

Сапалы жаңа оқу нәтижелерін алыңыз.

3. Психологиялық-педагогикалық әдебиеттерді зерттеу негізінде компьютерді қолданумен байланысты мәселелердің негізгі үш тобын бөліп көрсетуге болады: біріншісі оқытудың теориялық негізделуімен байланысты, екіншісі - компьютердің негізделген технологиясын құру мәселесі. оқыту, ал үшіншісі оқыту бағдарламаларын жобалаудың психологиялық-педагогикалық аспектілерін біріктіреді. Осы міндеттерді шешу жолдарын талдау компьютерлік оқу бағдарламаларын құрастыру кезінде сақталуы тиіс бірқатар талаптарды анықтауға мүмкіндік берді. Бұл талаптарға мектеп оқушыларының қабылдауының, есте сақтауының, ойлауының психологиялық ерекшеліктері, оқу іс-әрекетін ұйымдастыру, компьютердің диалогтық қасиеттерін жүзеге асыру жатады. Компьютерлік оқу бағдарламаларын жасау кезінде бағдарламаның мазмұны, ол жүзеге асыратын дидактикалық мақсаттар, оқыту функциялары, бағдарламаны оқу процесіне енгізу орны мен уақыты, әдістемелік қамтамасыз ету, бухгалтерлік есеп сияқты аспектілер. жас ерекшеліктерібалалардың дамуы.

4. Отандық және шетелдік өндірістің модельдеу бағдарламаларының қасиеттерін зерттеу олардың арасынан орта мектепте молекулалық физиканы оқыту процесінде қолдануға қолайлыларын анықтауға мүмкіндік берді. Отандық оқу компьютерлік курсы «Ашық физика» ЖШС NCC PHYSICON молекулалық және термодинамикалық процестердің динамикасын байқауға мүмкіндік беретін жоғары сапалы демонстрациялар жиынтығынан тұрады. Бірақ газ молекулаларының ретсіз қозғалысын компьютерлік модельдеудің ең толық нұсқасы Х.Гулд пен Дж.Тобочниктің «Физикадағы компьютерлік модельдеу» еңбегінде берілген. Көптеген бөлшектердің жүйелерінің динамикасын имитациялайтын бұл бағдарлама қозғалатын бөлшектердің микропараметрлері мен газдың макропараметрлері арасындағы байланысты орнатуға мүмкіндік береді.

5. Х.Гулд пен Дж.Тобочник ұсынған көптеген бөлшектердің жүйелерінің динамикасының моделіне сүйене отырып, біз компьютерлік модельдеу бағдарламасын және ЭЕМ көмегімен молекулалық-кинетикалық теорияның негіздерін зерттеуге арналған тапсырмалар жүйесін жасадық. Бағдарлама интерфейсін құру кезінде біз бірінші және екінші тарауларда қарастырылған компьютерлік модельдеу бағдарламаларына қойылатын талаптарға сүйендік. Біз бағдарламаның мазмұнын таңдадық, дидактикалық тапсырмаларды белгіледік, мектеп оқушыларының мүмкін болатын қателіктерін ескердік және оларды жоюға көмектестік. Алынған компьютерлік модель динамикалық, құрылымдық-жүйелік, айнымалы және көріну, ақпарат мазмұны, басқарудың қарапайымдылығы, бағдарлама циклділігі сияқты қасиеттерге ие.

6. Салыстырмалы түрде дербес тақырып бойынша материалдың барлық көлемін қамтитын «Молекулалық физика» бөлімін тұтас зерттеу әдістемесі әзірленді. Сабақтар модельдеу бағдарламасын сабаққа енгізудің әртүрлі формаларын, мұғалім, оқушы және компьютер арасындағы қарым-қатынастың әртүрлі тәсілдерін және компьютерлік оқыту құрылымын өзгерту мүмкіндігін қарастыратын компьютерлік модельдің вариативтілігіне негізделген.

7. Эксперименттік тексеруәзірленген компьютерлік қолдау арқылы сабақтарды өткізу әдістемесі өзінің тиімділігін көрсетті. Бақылау және эксперимент сабақтарында оқушылардың білім сапасына статистикалық әдістерді қолдану арқылы салыстырмалы талдау жүргізілді. Тәжірибе тобындағы оқушылардың білім сапасы бақылау тобындағы оқушыларға қарағанда жоғары екенін анықтадық, демек бұл техникажеке тәсілді жүзеге асыруға мүмкіндік береді, оқушының танымдық қызығушылығын, интеллектуалдық белсенділігін, дербестігін дамытуға, ақпараттық мәдениет элементтерін қалыптастыруға мүмкіндік береді.

Мұғалімге көмек көрсету шарасы;

Компьютермен жұмыс істеуге қойылатын санитарлық-гигиеналық талаптарды есепке алу.

Диссертацияға пайдаланылған әдебиеттер тізімі ғылыми жұмыстың авторы: педагогика ғылымдарының кандидаты, Розова, Наталья Борисовна, Вологда қ

1. Агапова, О. Білім берудің жобалық-шығармашылық моделі / О.Агапова, А.Кривошеев, А.Ушаков // Алма Матер (Вестник высш. шк.). 1994 жыл - № 1. - С. 19.

2. Балыкина, Е.Х. Білім берудің жаңа ақпараттық технологиялары әлеуметтік ғылымдар/ Е.Н.Балыкина // Электронды есептеуіш машиналарды ғылыми жұмыста қолдану жолдары зерттеу жұмысы: Сенбі. ғылыми Өнер. (Материалдар бойынша шығармашылық талқылау.). – М., 1991. – С.95 – 99.

3. Балыкина, Е.Х. Тарихи пәндер бойынша компьютерлік оқыту бағдарламаларын жасау технологиясы / Е.Н.Балыкина // ТМД елдеріндегі тарихи білім беруді компьютерлендіру тәжірибесі: Мақалалар жинағы. / Ред.: В.Н.Сидорцов, Е.Н.Балыкина. Минск, 1999. - С. 135-149.

4. Беллман, Р. Динамикалық бағдарламалау / Р. Беллман М., 1960. - 400 ж.

5. Белостоцкий, П.И. Компьютерлік технологиялар: Соврем, физика және астрономия сабағы / П.И.Белостоцкий, Г.Ю.Максимова, Н.Н.Гомулина // Бірінші қыркүйек. 1999 ж. - № 20. - С. 3. - (Физика).

6. Бергер, Н.М.. Молекулярлық физикадағы статистикалық түсініктердің дамуы / Н.М.Бергер // Физика мектепте. 1993. - N5. - С. 38-42.

7. Берсенева, Н.Б. Орта мектептің молекулалық физика және термодинамика курсындағы компьютерлік модельдеу жағдайы / Н.Б.Берсенева // Сб. ғылыми ВМПУ студенттері мен аспиранттарының жұмыстары. Вологда, 1996. - 4-шығарылым. - С. 307310.

8. Беспалько, В.П.Педагогикалық технологияның құрамдас бөліктері / В.П.Беспалько – М.: Педагогика, 1989. 192б.

9. Билл, Г.А. Теориялық талдауоқыту бағдарламалары: Soob. 1: Педагогика ғылымындағы жаңа зерттеулер / Г.А.Билл, А.М.Довченко, Е.И.Машбиц // 1965.-Исс. 4.-С.

10. Бирюков, Б.В. Модельдеу / Б.В.Бирюков // Философ, энциклопедия. сөздер. -М., 1989. С.373-374.

11. Бирюков, Б.В.Модель / Б.В.Бирюков // Философия.энциклопедия. сөздер. М., 1989. - С.373-374.

12. Буховцев, Б.Б. 9-сыныпқа арналған жаңа оқулық / Б.Б.Буховцев, Ю.Л. Климонтович, Г.Я. Мякишев // Мектептегі физика. 1971. - No 1. - С. 22-23.

13. Буховцев, B. B. Физика-9: Прок. 9 ұяшық үшін. орт. мектеп / Б.Б.Буховцев, Ю.Л. Климонтович, Г.Я. Мякишев. -М.: Ағарту, 1971. 271 б.

14. Буховцев, Б.Б. Физика-9: Прок. 9 ұяшық үшін. орт. мектеп / Б.Б.Буховцев, Ю.Л. Климонтович, Г.Я. Мякишев. М.: Ағарту, 1986. - 271 б.

15. Буховцев, Б.Б. Физика: Прок. 10 ұяшық үшін. орт. мектеп / Б.Б.Буховцев, Ю.Л. Климонтович, Г.Я. Мякишев. -М.: Ағарту, 1990 ж.

16. Ваграменко, Я.А. Компьютерлік оқыту бағдарламаларын сертификаттау туралы / Я.А.Ваграменко // Жоғары оқу орнындағы негізгі гуманитарлық білім беруді ақпараттандыру: Прок. есеп беру университетаралық ғылыми әдіс, конф. – М., 1995. – С.55 – 57.

17. Уильямс, Ф. Мектептегі компьютерлер / Ф.Уильямс, К.Маклин. М., 1998. - 164 б.

18. Компьютерлендіру мәселелері оқу процесі: жұмыс тәжірибесінен: Кітап. мұғалімге арналған / Құраст. Н.Д. Угринович; Ред. Л.П. Авл. М.: Ағарту, 1987. - 128 б.

19. Ғабай, Т.В. Психолог тұрғысынан автоматтандырылған оқыту жүйесі / Т.В.Габай // Компьютерлік оқытудың психологиялық-педагогикалық және психофизиологиялық мәселелері: Сб. tr. М., 1985. – С.25-32.

20. Ғабай, Т.В. Педагогикалық психология: Прок. жәрдемақы / Т.В.Ғабай. М .: Мәскеу баспасы. ун-та, 1995. – 160 б.

21. Гамезо, М.В. Басқарудағы белгілер мен иконикалық үлгілердің рөлі мен қызметі туралы танымдық белсенділікадам // Адамның танымдық әрекетін басқарудың теориялық мәселелері. -М., 1975 ж.

22. Гварамия, Г. Компьютерді дамыту тәжірибесі оқу құралдарыфизикадан / Г.Гварамия, И.Маргвелашвили, Л.Мосиашвили// INFO. 1990. - № 6. - С. 79.

23. Гладышева, Н.К. Статистикалық үлгілерОқушылардың білім, білік дағдыларын қалыптастыру / Н.К.Гладышева, И.И.Нурминский. М.: Педагогика, 1991. -221с.

24. Глинский, Б.А. Модельдеу ғылыми зерттеу әдісі ретінде. Гносеологиялық талдау / Б.А.Глинский, Б.С.Грязнов, Б.С. Дынын, Е.П. Никитин. М.: МГУ, 1965. - 248 ж.

25. Глушков, В.Н. Ақпараттық модельдеудің гносеологиялық сипаты / В.Н.Глушков // Философия сұрақтары. 1963.- No 10 - С. 13-18.

26. Глушков, В.Н. Ойлау және кибернетика / В.Н.Глушков // Философия сұрақтары. 1963. -№1. - Б.36-48.

27. Гребенев, И.В. Молекулярлық физиканың маңызды түсініктерін қалыптастыру үшін мектептік ДК пайдалану / И.В.Гребенев // Физика мектепте. -1990. № 6. -МЕН. 44-48.

28. Гребенев, И.В. Мектепте оқытуды компьютерлендірудің әдістемелік мәселелері / И.В.Гребенев // Педагогика. 1994.-№5. - С. 46-49.

29. Гулд, X. Физикадағы компьютерлік модельдеу. 1-бөлім / Х.Гулд, Дж.Тобочник. -М.: Мир, 1990.-353 б.

30. Давыдов, В.В. Дамыған білім беру мәселелері: теориялық және эксперименттік психологиялық зерттеулер тәжірибесі / В.В.Давыдов. М.: Педагогика, 1986. – 240 ж.

31. Данилин, А.Р. Мектепте білім беру бағдарламаларын қолдану / А.Р.Данилин, Н.И.Данилина. Свердловск: Свердлов.пед.ин-та баспасы, 1987. - 35 б.

32. Демушкин, А.С. Компьютерлік оқыту бағдарламалары / А.С.Демушкин, А.И.Кирилов, Н.А.Сливина, Е.В.Чубров //Информатика және білім. 1995. - № 3. - С. 15-22.

33. Джалиашвили, 3,0. Диалог элементтерімен тарихтан компьютерлік тесттер / 3.0.Джалиашвили, А.В.Кириллов // Білім берудегі NIT: Интерннің еңбектері. конф. Т.III: Тарихи информатика. Минск, 1996. - S. 13 - 16.

34. Дусавицкий, А.К. Оқу іс-әрекетіндегі тұлғаны дамыту/

35. А.К.Дусавицкий М.: Педагогика үйі, 1996. – 208 б.

36. Загвязинский, В.И. Дидактикалық зерттеудің әдістемесі мен әдістері /

37. В.И.Загвязинский. -М.: Педагогика, 1982.- 160 ж.

38. Зворыкин, Б.С. Орта мектепте физиканы оқыту әдістемесі: Молекулалық физика. Электродинамика негіздері / Б.С. Зворыкин М.: Ағарту, 1975. - 275 б.

39. Зорина, Л.Я. Жоғары сынып оқушыларының жүйелі білімін қалыптастырудың дидактикалық негіздері / Л.Я. Зорин. М., 1978. -128 б.

40. Пәнді тереңдетіп оқытатын мектептер мен сыныптарда физиканы оқыту. 4.1: Әдістемелік Ұсыныстар / Құраст. ТОЗАҚ. Глейзер. М., 1991 ж.

41. Ингенкамп, К. Педагогикалық диагностика / К. Ингенкамп. М.: Педагогика, 1991. – 240 ж.

42. Кабардин, О.Ф. 9-сыныпта «Молекулалық физика» бөлімін оқыту тәжірибесінен / О.Ф.Кабардин // Физика мектепте. 1975. - № 5. - С. 34; № 6. - С. 28.

43. Кавтрев, А.Ф. Орта мектепке физикадан компьютерлік бағдарламалар / А.Ф. Кавтрев // Білім берудегі компьютерлік құралдар. 1998. - № 1. - С. 42-47.

44. Каменецкий, С.Е. Орта мектеп физика курсындағы модельдер мен аналогиялар /

45. С.Е.Каменецкий, Н.А.Солодухин. -М.: Ағартушылық, 1982. 96 ж.

46. Каптелинин, В.Н. Психологиялық мәселелермектеп оқушыларының компьютерлік сауаттылығын қалыптастыру / В.Н. Каптелин // Вопр. психология. 1986. - № 5. - С. 54-65.

47. Катышева, И.А. Білім беруді компьютерлендіру мәселелері / И.А.Катышева // Вопр. психология. 1986. - No 5. - С. 73.

48. Кикоин, А.К. Физика-9: Проб. оқулық / А.К.Кикоин, И.К.Кикоин, С.Я.Шамаш, Е.Е.Эвенчик. М.: Ағарту, 1979. - 224 б.

49. Кикоин, А.К. Физика-9: Проб. оқулық / А.К.Кикоин, И.К.Кикоин, С.Я.Шамаш, Е.Е.Эвенчик. М.: Ағарту, 1982. - 224 б.

50. Кикоин, А.К. Физика-9: Проб. оқулық / А.К.Кикоин, И.К.Кикоин, С.Я.Шамаш, Е.Е.Эвенчик. М.: Ағарту, 1984. - 224 б.

51. Кикоин, А.К. Физика 10: Проц. 10 ұяшық үшін. мектеп (сыныптар) физиканы тереңдетіп оқытатын / А.К.Кикоин, И.К.Кикоин, С.Я.Шамаш, Е.Е.Эвенчик. М.: Ағарту, 1992. – 189 б.

52. Кикоин, И.К. 9-сыныпта молекулалық физиканы көрсету әдістемесінің кейбір сұрақтары / И.К.Кикоин // Физика мектепте. 1980. - № 5. - Б.31-37.

53. Клаус, Г. Кіріспе дифференциалды психологияілімдер: Пер. онымен бірге. / Г. Клаус; Ред. И.В. Равич Щербо. – М.: Педагогика, 1987. – 176 б.

54. Козелецкий, Ю.Шешімдердің психологиялық теориясы / Ю.Козелецкий. М.; 1979.- 504 б.

55. Колпаков, А. Компьютерлік технологиялар / А.Колпаков // Халық. білім.-2000. № 6. - С. 154-157.

56. Оқытудағы компьютер: психологиялық-педагогикалық мәселелер: Дөңгелек үстел // Вопр. психология. 1986. - № 6. - Б.42-66.

57. Кондратьев, А.Б. Физика және компьютер / А.Б. Кондратьев, В.В. Лаптев. Л .: Ленинград мемлекеттік университетінің баспасы, 1989. - 328 ж.

58. Коновалец, Л.С. Танымдық дербестікстуденттерді компьютерлік оқыту жағдайында / Л.С. Коновалец // Педагогика. 1999. - № 2. - С. 4650.

59. Корнев, Г.П. Физикалық денелер мен құбылыстардың модельдері / Г.П. Корнев. Магадан, 1977.- 123 б.

60. Кочергин, А.Н. Ойлауды модельдеу / А.Н. Кочергин. М.: Политиздат, 1969. - 224б.

61. Кривошеев, А.О. Оқу жүйелеріне арналған компьютерлік қолдау /

62. А.О.Кривошеев // Ақпараттандыру мәселелері орта мектеп: Бұқа. 1998. - No 1-2 (11-12).-С. 179-183.

63. Кривошеев, А.О. Конкурс " Электрондық оқулық» / А.О.Кривошеев, С.С. Фомин // Жоғары оқу орнындағы компьютерлік технологиялар М.: Мәскеу мемлекеттік университетінің баспасы, 1994 ж.

64. Кубицкий, В.А. Температура түсінігін енгізу арқылы демонстрациялық және зертханалық тәжірибелер / В.А.Кубицкий // Физика мектепте. 1983 жыл - № 5. - С. 66-68.

65. Кузнецова Ю.В. «Физикадағы компьютерлік модельдеу» арнайы курсы / Ю.В. Кузнецова // Мектептегі физика. 1998. - № 6. - S. 41.

66. Лалле, Р. Педагогикалық технологиядамушы елдердің университеттерінде. Перспективалар / Р.Лалле // Вопр. білім беру. 1987. - № 3. - С. 25-38.

67. Лаптев, В.В. Мектепте физиканы оқытудағы заманауи электронды технология /

68. В.В.Лаптев. Ленинград: Ленинград баспасы, Еңбек Қызыл Ту орденді мемлекеті. пед. in-ta im. А.И. Герцен, 1988. – 84б.

69. Леонтьев, А.Н. Белсенділік. Сана. Тұлға / А.Н.Леонтьев. -М.: Политиздат, 1975. 304 б.

70. Лейтс, Н.С. Теплов және жеке айырмашылықтар психологиясы / Н.С.Лейтес // Вопр. психология. 1982. - № 4.

71. Лупов, Г.Д. Анықтамалық жазбалар мен сынақтардағы молекулалық физика және электродинамика: Кітап. мұғалім үшін / Г.Д.Луппов. М.: Ағарту, 1992. -256 б.

72. Львовский, М.В. Физиканы компьютер арқылы оқыту / М.В. Львовский, Г.Ф. Львовская // Мектептегі информатика. 1999. - № 5. - С. 49-54.

73. Ляудис, В.Я. Автоматтандырылған оқытудың психологиясы мен тәжірибесі / В.Я. Лаудис, О.К. Тихомиров // Психология сұрақтары. 1983. - № 6. - С. 16-27.

74. Манина, Е. Физика сабақтарында компьютерлік тестілеуді қолдану тәжірибесі / Е.Манина // Ғылым және мектеп. 1999. - № 4. - С. 56-57.

75. Матюшкин, А.М. Өзекті мәселелербілім берудегі компьютерлендіру/

76. А.М. Матюшкин // Вопр. психология. 1986. - № 5. - С. 65-67.

77. Мәшбитс, Е.И. Оқыту жүйесіндегі диалог / Е.И. Машбиц,

78. Б.В. Андриевская, Е.Ю. Комиссаров.- Киев: Б.И., 1987. 140 б.

79. Мәшбитс, Е.И. Оқыту жүйесіндегі диалог / Е.И. Машбитс, В.В. Интерерский, Е.Ю. комиссарова. Киев: Орта мектеп, 1989. - 184 б.

80. Мәшбитс, Е.И. Оқу міндеттерін шешу моделінің сипаттамалары туралы / Е.И. Машбиттер // Вопр. психология. 1973. - № 6. - С. 53-58.

81. Мәшбитс, Е.И. Білім беруді компьютерлендіру: мәселелері мен болашағы / Е.И. Машбиттер. М.: Білім, 1986. – 80 б. - (Өмірдегі, ғылымдағы, техникадағы жаңалық: Педагогика және психология; No1).

83. Машбитс, Е.И. Оқу әрекетін басқарудың психологиялық негіздері / Е.И. Машбитс Киев: Жоғары. мектеп, 1987. - 223 б.

84. Машбитс, Е.И. Компьютерлендірудің психологиялық-педагогикалық аспектілері / Е.И. Мәшбиттер // Вестн. жоғарырақ мектеп – 1986. No 4. – С.39-45.

85. Машбитс, Е.И. Білім беруді компьютерлендірудің психологиялық-педагогикалық мәселелері / Е.И. Машбиц- М .: Педагогика, 1988. 192 б.- (Педагогика ғылымы - мектеп реформасы).

86. Минина, Е.Е. Орта мектепте физиканы оқытуда компьютерлік технологияны қолданудың дидактикалық шарттары: Дипломдық жұмыстың авторефераты. дис. адал. пед. ғылымдар / Е.Е. Минина.- Екатеринбург, 1994 17 б.

87. Михайлычев, Е. Дидактикалық тесттерді әзірлеу және тексерудегі типологиясы / Е. Михалычев // Алма Матер (Вестн. высш. шк.). -1997.- №2 С. 16-17.

88. Молотков, Н.Я. Термодинамиканың негізгі тұжырымдамалық ережелерін тереңдету / Н.Я. Молотков // Мектептегі физика. 1997. - N6 - С. 50-53.

89. Монахов, В.М. Білім берудің ақпараттық технологиясы мектеп реформасының әдістемелік міндеттері тұрғысынан / В.М. Монахтар // Вопр. психология-1988.-№2.-б. 27-36.

90. Мултановский, Б.Б. Температура түсінігі мен молекулалық-кинетикалық теорияның негізгі ережелерін зерттеу туралы / В.В. Мултановский, А.С. Василевский // Физика мектепте, 1988. - No5. - С. 36-39.

91. Мякишев, Г.Я. Идеал газ және температура туралы түсінік / Г.Я. Мякишев, Н.В. Хрусталь, С.Я. Шамаш, Е.Е. Эвенчик // Мектептегі физика. 1986. - No 5 - С. 4546.

92. Мякишев, Г.Я. ТУРАЛЫ әртүрлі жолдарорта мектептегі физика курсында идеал газ күйінің теңдеуін шығару / Г.Я. Мякишев // Физика мектепте.- 1980.-№5.-С. 37-41.

93. Мякишев, Г.Я. Физика. Прок. 10 ұяшық үшін. жалпы білім беру мекемелер / Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, Х.Х. Сотский, - М .: Білім, 2001 - 336 б.

94. Мякишев, Г.Я. Физика: Прок. физиканы тереңдетіп оқыту үшін / Г.Я. Мякишев, А.З. Синяков. М.: Бустард, 1998. - 350 б.

95. Немцев, А.А. Мектеп физика курсындағы компьютерлік модельдер және есептеу эксперименті: Дипломдық жұмыстың конспектісі. дис. . адал. пед. Ғылымдар / А.А. Немцев СПб., 1992.- 17 б.

96. Новик, И.Б. Кибернетикалық модельдердің гносеологиялық сипаттамалары / И.Б. Новик // Вопр. философия.- 1963.- No8. 92-103 беттер.

97. Новик, И.Б. Күрделі жүйелерді модельдеу бойынша: Филос. эссе / И.Б. Новик-М.: Ой, 1965.-335 б.

98. Орлов, В.А. 9-11 сыныптарға арналған физикадан тесттер / В.А. Орлов. М.: Мектеп-Баспасөз, 1994.-96 б.

99. Компьютерлік сауаттылық негіздері / Е.И. Машбитс, Л.П. Бабенко, Ж.И.Б. Верник; Ред. А.А. Стония-Киев: жоғары. Мектеп: Бас баспахана, 1988.-215 б.

100. Жоғары оқу орындарының педагогикасы мен психологиясының негіздері: Прок. жәрдемақы / Ред. А.Б. Петровский-М.: ММУ баспасы, 1986.-304 б.

101. Падерина Е.В. Физиканы оқытуда компьютерді пайдалану мүмкіндігі / Е.В. Падерина // Мектептегі физика. 2000. - № 6. - С.27-34.

102. Педагогика: Прок. студенттерге арналған жәрдемақы пед. университеттер мен колледждер / Ред. П.И. Пидкасистого М.: РҚА, 1996 - 604б.

103. Петросян, В.Г. Физикалық шеберхананың зертханалық жұмысын модельдеу / В.Г. Петросян, Р.М. Казарян, Д.А. Сидоренко // Информатика және білім.- 1999. № 2. - Б.59-67.

104. Пилюгин, В.В. Машиналық графика және автоматтандыру ғылыми зерттеулер/ В.В. Пилюгин, Ж.И.Х. Сумароков, К.В. Фролов // Вестн. КСРО ҒА.- 1985.-No10.-С. 50-58.

105. Жалпы білім беретін мектептің бағдарламалары. Физика. Астрономия-М.: Білім, 1992. 219 б.

106. Жалпы білім беретін мектептің бағдарламалары. Физика. Астрономия. Физиканы тереңдетіп оқытатын мектептерге (сыныптарға) арналған типтік бағдарламалар. Физика. Математика. Электротехника және радиотехниканың арнайы курсы-М.: Білім, 1990 62 б.

107. Пурышева, Н.С. Физиканы тереңдетіп оқытатын сыныптарда статистикалық көріністерді қалыптастыру туралы / Н.С. Пурышева, С.И. Десненко // Мектептегі физика. 1993. - № 5. - Б.42-45.

108. Әлеуметтанушының жұмыс дәптері. М.: Наука, 1976. - 512 б.

109. Разумовская, Н.В. Физика сабақтарындағы компьютер / Н.В.Разумовская // Мектептегі физика. 1984. - № 3. - С. 51-56.

110. Разумовская, Н.В. Оқу үрдісіндегі компьютерлік модельдеу: Дипломдық жұмыстың авторефераты. дис.кант. пед. Ғылымдар / Н.В. Разумовская СПб., 1992. - 19 б.

111. Разумовский, В.Г. Компьютер және мектеп: ғылыми-педагогикалық қамтамасыз ету / В.Г. Разумовский // Кеңес, Педагогика. 1985. - No 9. - С.12-16.

112. Роберт, И.В. Білім беруде ақпараттық-коммуникациялық технологияларды қолдану саласындағы зерттеулердің перспективалық бағыттары / И.В. Роберт // Орташа проф. білім беру. 1998. - № 3. - С. 20-24.

113. Розова, Н.Б. «Молекулалық физика және термодинамика» тақырыбын оқу барысында физика сабақтарында компьютерлік модельдеу. Оқу физикалық экспериментінің есептері: Сб. ғылыми tr. / Н.Б. Розова М., 2001.- Шығарылым. 13.- С. 79-81.

114. Розова, Н.Б. Мектеп оқушыларының ақпараттық мәдениетін қалыптастыру іс-әрекеттің әртүрлі түрлеріне бейімделу факторы ретінде / Н.Б. Розова // Жастардың өзгермелі өмір жағдайларына бейімделуінің әлеуметтік аспектілері: Конф. - Вологда, 2000. S. 91-92.

115. Рубцов, В.В. Компьютер оқу үлгілеу құралы ретінде / В.В. Рубцов, А.Марголис, А.Пажитнов // Информатика және білім. 1987. -№5. - Б.8-13.

116. Рубцов, В.В. Оқыту процесінде компьютерлік оқыту құралдарын қолданудың логикалық-психологиялық негіздері / В.В. Рубцов // Психология институты: Бас.-М. 1990.

117. Русан, С. Алгоритмдік оқыту және интуицияны дамыту / С. Русан // Вестн. жоғарырақ мектеп 1990. -№11. - С. 50.

118. Савельев, А.Я. Оқытудың автоматтандырылған жүйелері / А.Я. Савельев // Тр. МВТУ (354) / Ред.: А.Я. Савельева, Ф.И. Рыбакова.- М., 1981 ж.

119. Салмина, Н.Г. Оқытудағы материалдандырудың түрлері мен функциялары / Н.Г. Салмина.-М., 1981. 134 б.

120. Салмина, Н.Г. Білім берудегі белгі мен нышан / Н.Г. Салмина М., 1988 - 287 б.

121. Физикадан дидактикалық есептер жинағы: Прок. техникалық оқу орындарына арналған оқу құралы / Г.И. Рябоволов, Р.Н. Дадашева, П.И. Самойленко 2-бас.- М .: Жоғары. мектеп, 1990.-512 б.

122. Scrolls, JI. П. Температура, оның анықтамасы және өлшеу шкаласы туралы тағы да / Л.П. Шиыршықтар //Мектептегі физика. - 1986. - No 5. - С. 46-48.

123. Scrolls, L.P. Температура түсінігін зерттеу / Л.П. Шиыршықтар // Физика мектепте – 1976. – No5. 38-42 беттер.

124. Scrolls, L.P. Термодинамика мен молекулалық физиканы зерттеу / Л.П. Свитков-М.: Ағарту, 1975 128 б.

125. Сенко, Ю.Оқытудағы диалог / Ю.Сенко // Вестн. жоғарырақ мектеп 1991-№5. - С.35-40.

126. Сидорцов, В.Н. Университетте тарихты оқытуда компьютерді қолданудың тиімділігі мен шегі: эксперимент нәтижелері / В.Н. Сидорцов, Е.Х. Балыкин // Нар. білім беру. 1990.- No 12.- С. 73-75.

127. Смирнов, А.Б. Білім беруді ақпараттандырудың әлеуметтік-экологиялық мәселелері / А.В. Смирнов // Ғылым және мектеп 1998. - No 2 - Б.38-43.

128. Смолянинова, О.Г. Дамыта оқыту жүйесінде физикадан компьютерлік сабақтарды ұйымдастыру: Дипломдық жұмыстың авторефераты. дис. .cand. пед. Ғылымдар / О.Г. Смолянинова.- СПб., 1992. 17 б.

129. Талызина, Н.Ф. Компьютерді оқу процесіне енгізудің ғылыми негізі / Н.Ф. Талызина // Кеңес, Педагогика - 1985 - No 12.- 34-38 Б.

130. Талызина, Н.Ф. Оқу процесін автоматтандырудың жолдары мен мүмкіндіктері / Н.Ф. Талызина, Т.В. Ғабай.- М., 1977. 412 б.

131. Талызина, Н.Ф. Білімді игеру процесін басқару / Н.Ф. Талызин. -М., 1975.-343ж.

132. Педагогикалық эксперименттің теориясы мен тәжірибесі: Прок. жәрдемақы / Ред.: А.И. Пискунова, Г.В. Воробьев. Мәскеу: Педагогика, 1979 - 207б.

133. Тихомиров, О.Қ. Білім беруді компьютерлендірудің негізгі психологиялық-педагогикалық мәселелері / О.Қ. Тихомиров // Вопр. психология 1986.- №5. - С. 67-69.

134. Тулчинский, М.Е. Жалпы білім беретін мектептегі физикадан сапалық тапсырмалар: Мұғалімдерге арналған нұсқаулық / М.Е. Тульчинский М.: Ағарту, 1972 - 240 б.

135. Қатардағы В.В. Газ заңдылықтарын ғылыми танымның эмпирикалық және теориялық деңгейлерінің ерекшеліктерін ескере отырып зерттеу / В.В. Мәртебелі меймандар Ю.Р. Әлиев, М.П. Папиев // Мектептегі физика. 1984. - No 5. - С. 21-27.

136. Физика: Прок. 10 ұяшыққа арналған жәрдемақы. мектептер мен сыныптар тереңдетілді. физиканы зерттеу / Ред. А.А. Пинский. М.: Ағарту, 1993 - 420 б.

137. Филимонов, Г.А. Оқу физикалық зертханасындағы компьютер / Г.А. Филимонов, А.Н. Горленков // Білім беруде жаңа компьютерлік технологияларды қолдану: Еңбектер. халықаралық конф. Троицк, 1991 ж.

138. Фокин, М.Ж.И. Оқу процесінде физикалық құбылыстардың компьютерлік модельдерін құру және қолдану: Дипломдық жұмыстың конспектісі. дис. .cand. пед. Ғылымдар / М.Л. Фокин М, 1989. - 17 б.

139. Фролова, Т.В. Компьютердің педагогикалық мүмкіндіктері. Негізгі проблемалар. болашағы / Т.В. Фролова. Новосибирск: Ғылым. Сиб. Ред., 1988. - 172 б.

140. Харитонов, А.Ю. Физиканы оқыту процесінде бастауыш сынып оқушыларының ақпараттық мәдениетін қалыптастыру: Дипломдық жұмыстың авторефераты. дис. .cand. пед. ғылымдар / А.Ю. Харитонов Самара, 2000. - 13б.

141. Шахмаев, Н.М. Физика: Прок. 10 ұяшық үшін. орта мектеп / Н.М. Шахмаев, С.Н. Шахмаев, Д.Ш. Чодиев. М.: Ағарту, 1992.- 240 б.

142. Шахмаев, Н.М. Бастауыш физика курсы. 2-бөлім: Молекулалық физика және электродинамика негіздері: Эксперимент, оқулық. 9 ұяшық үшін. орта мектеп / Н.М. Шахмаев. Мәскеу: Білім, 1979 ж.

143. Шеншев, Ж.И.Б. Компьютерлік оқыту: прогресс немесе регрессия? /Л.В. Шеншев // Педагогика. 1992. - No 11-12. - С. 13-19.

144. Штофф, В.А. Модельдеу және философия / В.А. Штоф. М.; Л.: Наука, 1966.-301 б.

145. Шутикова, М.И. Модельдерді жіктеу мәселесіне / М.И. Шутикова // Ғылым және мектеп - 1998. No 2. - С. 44-49.

146. Щукин, Е.Д. Молекулярлық физиканы оқытудың кейбір сұрақтары / Е.Д. Щукин // Мектептегі физика. 1986. - № 5. - С. 42-45.

147. Эвенчик, Е.Е. Идеал газдың молекулалық-кинетикалық теориясын зерттеу туралы / Е.Е. Эвенчик, С.Я. Шамаш // Физика мектепте 1986 - No5 - С.48-50.

148. Компьютер ертеңге барады // Ғылым және өмір. 1985. - № 8. - С. 15-19.

149. Эльконин, Д.Б. «Таңдамалы шығармалар» кітабынан / Д.Б. Эльконин // Вестн. «Дамытаушы білім» магистрі. 1996. - № 1. - С.56-63.

150. Адамс, Т. Оқытудағы компьютерлер: көп түсті пальто // Компьютерлік білім. 1988.V.12. -#1. б. 1-6.

151 Коэн, В.Б. Микрокомпьютерлік курстық құралдардың критерийлері мен бағалауы // Білім беру технологиясы. 1983. № 1.

152. Эйзенк Тұқым қуалаушылық және орта: пікірталас жағдайы // Тәрбиелік талдау. 1982. № 2.

153. Құлхавы Р.В. Жазбаша нұсқаудағы кері байланыс // Білім беру зерттеулеріне шолу. 1977. V. 47.

154. Papert S. Mindstorms: children, computers and power full ideas, N.Y.: Basic Book Inc., 1980.-279p.

Р.П.Романский

Техникалық университет, София, Болгария

Кіріспе

Компьютерлік технологияны дамыту және есептеуіш жүйелердің (КЖ) архитектуралық ұйымдастырылуын жетілдіру үшін компьютер мамандары мен студенттерді үздіксіз оқыту және өзін-өзі жетілдіру қажет. Бұл оқытуды жүзеге асыруда дәстүрлі оқыту формаларын өзіндік дайындық мүмкіндіктерімен, қашықтықтан оқыту, тәжірибелік жобаны әзірлеу және зерттеу эксперименттерін жүзеге асыру. Информатика саласындағы оқытуда маңызды рөлді сәулеттік ұйымды зерттеудің және CS жүйесінің өнімділігін талдаудың заманауи әдістерін қолдану маңызды рөл атқарады. Осы мағынада, әртүрлі CS негізгі құрылымдарын зерттеу және компьютерлік процестерді ұйымдастыру процесінде модельдеу әдістерін қолдану зерттелетін объектінің қолайлы математикалық сипаттамасын жасауға және компьютерлік эксперименттерді орындау үшін бағдарламалық қамтамасыз етуді жасауға мүмкіндік береді [Романский, 2001, Аронс, 2000]. Модельдеудің эксперименттік нәтижелерін талдау [Bruyul, 2002] жүйенің негізгі сипаттамаларын және зерттелетін ӨЖ өнімділігін бағалауға мүмкіндік береді.

КС зерттеу процесінде модельдеуді қолдану архитектураның ерекшеліктерін және есептеу мен басқаруды ұйымдастыруды зерттеуге мүмкіндік береді. Бұл модельдік эксперимент негізінде жүзеге асырылуы мүмкін, оны ұйымдастыру компьютерлік модельді үш құрамдас бөліктің (концептуалды модель, математикалық модель, бағдарламалық модель) тізбегі ретінде жобалауды және осы модельді қолайлы операциялық ортада жүзеге асыруды қамтиды. Бұл жұмыста біз ОКЖ-ны зерттеу барысында оларды зерттеудің әртүрлі әдістерін қолдану мүмкіндігін қарастырамыз, атап айтқанда, жүріп жатқан процестерді зерделеу үшін модельдеу принциптерін қолдану, сондай-ақ КЖ-нің жүйелік өнімділігін талдау. Негізгі мақсат - өзара байланысты қадамдар тізбегі ретінде компьютерлік модельдеудің жалпыланған процедурасын анықтау және модельдеу зерттеу әдістемесінің негізгі кезеңдерін ұсыну. Ол үшін келесі бөлімде ақпаратты компьютерлік өңдеудің жалпы формализациясы және зерттеу объектісі ретінде компьютерлік есептеулердің ерекшеліктері берілген. КС оқу процесінде модельдеу принциптерін қолдану дәстүрлі, қашықтықтан немесе бөлінген мағынада оқытуды әдістемелік ұйымдастырумен байланысты.

Компьютерлік жүйелер зерттеу және зерттеу әдістерінің объектісі ретінде

Компьютерлік жүйелер мен өнімділікті зерттеу саласындағы мамандандырылған оқу курстарының негізгі мақсаттарының бірі болашақ және қазіргі компьютерлік конструкторларды, компьютерлік техниканы әзірлеушілерді және КС пайдаланушыларды модельдеу және сипаттамаларын өлшеудің технологиялық мүмкіндіктерін дұрыс пайдалануға үйрету болып табылады. жүйелер. Бұл мүмкіндіктер жаңа компьютерлік жобалардың тиімділігін бағалау процесінде де, жүргізу үшін де қолданылады. салыстырмалы талдауқолданыстағы жүйелер. Оқыту процесінде нәтиже көрсеткіштерінің адекватты бағасын алу үшін зерттеу кезеңдерінің реттілігін және эксперимент нәтижелерін өңдеу мүмкіндігін нақтылау міндеті қойылады. Бұл тапсырманы компьютерлік оқытудың нақты саласына және қарастырылатын ақпаратты компьютерлік өңдеу принциптерінің ерекшеліктеріне байланысты нақтылауға болады.

Күріш. 1. Компьютерлік өңдеуді ақпараттық қамтамасыз ету.

Жалпы алғанда, компьютерлік өңдеу енгізілген деректерді түпкілікті шешімдерге түрлендіру үшін белгілі бір функцияларды жүзеге асырумен байланысты. Бұл ақпаратты функционалды түрлендірудің екі деңгейін анықтайды (1-сурет):

ақпаратты математикалық түрлендіру – математикалық объектілер түріндегі нақты деректерді өңдеу және R нәтижелер жиынының элементтерінде D деректер жиынының элементтерін бейнелейтін f:D®R жалпыланған функциямен ұсынылған;

өңдеудің компьютерлік жүзеге асырылуы – нақты ақпарат объектілерінің қолайлы физикалық көрінісіне негізделген компьютерлік және бағдарламалық жабдыққа байланысты f математикалық функцияның f*:X®Y нақты орындалуын білдіреді.

Нәтижесінде r = f(d)ºj 2 (f*[ 1(d)]) компьютерлік өңдеудің жалпыланған функционалдық моделін жазуға болады, мұнда j 1 және j 2 функциялары ақпаратты кодтау және декодтау үшін көмекші болып табылады.

CS зерттеу объектісі ретінде қарастыра отырып, компьютерлік өңдеу процестерден тұратынын есте ұстаған жөн, олардың әрқайсысы құрылым ретінде ұсынылуы мүмкін I = , мұндағы: t - процестің пайда болуының бастапқы моменті; А – атрибуттарды анықтау; T – процесс ізі. Формальды сипаттаманың соңғы құрамдас бөлігі S=(S 1 , S 2 , …, S n ) жүйелік ресурстың элементтеріне берілген процесті шешу үшін e j оқиғаларының уақытша ретін анықтайды. Уақыт қадамдарының реттілігі және жүйе ресурстарының жүктемесі есептеу процесінің профилін анықтауға мүмкіндік береді (2-сурет).

Күріш. 2. Компьютерлік процестің шамамен профилі.

Компьютерлік өңдеуді ұйымдастырудағы әртүрлі процестерді қолдау компьютерлік ортаның жүйелік жүктемесін құрайды. Әрбір момент үшін (t =1,2,...) оны V(t)=Vt= векторымен көрсетуге болады. , оның элементтері еркін (v j =0) немесе бос емес (v j =1) құрылғысы S j єS (j=1,2,...,n) өрнектейді.

CS оқу кезінде компьютерлік өңдеудің мәнін көрсететін негізгі жүйе параметрлерінің жиынтығын анықтау, сонымен қатар жүйелік ресурстың әрекетін және жүріп жатқан процестерді зерттеу әдістемесін әзірлеу қажет. Жүйенің негізгі параметрлері (өнімділік көрсеткіштері) ретінде, мысалы, жүйелік ресурстың әрбір элементінің жұмыс жүктемесін, CS жалпы жүйелік жүктемесін, мультибағдарламалық режимде тапсырмалар жинағын шешу кезіндегі жауап беру уақытын, жабдықтың тұрақтылық (тұрақтылық) дәрежесі, компьютерлік өңдеу құны, параллель немесе жалған параллель процестерді жоспарлау тиімділігі және т.б.

CS өнімділігін талдау және зерттеу саласындағы типтік оқу курсы келесі салалардағы негізгі теориялық және практикалық мәселелерді талқылауы керек:

есептеу техникасының өнімділігін және компьютерлік процестердің тиімділігін зерттеу мүмкіндігі;

қолдану тиімді әдістерзерттеу (өлшеу, модельдеу);

жүйе параметрлерін өлшеудің технологиялық ерекшеліктері (эталон, мониторинг);

технологиялық ерекшеліктері мен модельдеуді ұйымдастыру (аналитикалық, модельдеу және т.б.);

эксперимент нәтижелерін талдау әдістері.

Мұның бәрі осы зерттеу әдісін қолданумен және қолайлы құралдарды таңдаумен байланысты. Бұл мағынада күріш. 3 CS және процестерді зерттеу әдістерінің шамамен жіктелуін көрсетеді. Үш негізгі топты анықтауға болады:

Бағдарламалық қамтамасыз ету қоспалары - жеке операциялық сыныптардың қолданбалы коэффициенттері негізінде процессор өнімділігін бағалауға арналған математикалық тәуелділіктерді білдіреді. Типтік бағдарламаларды орындағаннан кейін статистикалық талдау арқылы процессордың жүктемесін бағалауға мүмкіндік береді.

Санау әдістері - КС қол жетімді параметрлерінің белгілі бір мәндерін тікелей тіркеу негізінде компьютерлік процестердің барысы туралы сенімді ақпаратты алуға мүмкіндік береді. Ол үшін қолайлы санау құралын (мониторын) пайдалану немесе әзірлеу және санау тәжірибесін орындауды ұйымдастыру қажет. Қазіргі операциялық жүйелерде бағдарламалық немесе микробағдарлама деңгейінде пайдалануға болатын өздерінің жүйелік мониторлары бар екенін атап өткен жөн.

Модельдеу әдістері – тәжірибенің нақты объектісі болмаған жағдайда қолданылады. КС-дегі құрылымды немесе жүріп жатқан процестерді зерттеу компьютерлік модель негізінде жүзеге асырылады. Ол мақсатқа байланысты құрылымдық және жүйелік параметрлердің мінез-құлқының маңызды аспектілерін көрсетеді. Модельді әзірлеу үшін максималды сәйкестік пен сенімділікті алуға мүмкіндік беретін ең қолайлы модельдеу әдісін таңдау қажет.

Күріш. 3. КС және процестерді зерттеу әдістерінің классификациясы.

Дәстүрлі оқыту процесі дәрістердің негізгі курсын аудиториялық жаттығулар кешенімен және/немесе зертханалық шеберхана. Информатика саласында КС ұйымдастыру және компьютерлік процестерді басқару принциптерін зерттеу кезінде (төмен және жоғары деңгей), сондай-ақ жүйенің өнімділігін талдау кезінде көбінесе сыныпта зертханалық тапсырмаларды орындау кезінде немесе жобаларды өз бетімен орындау кезінде компьютерлік модельдерді әзірлеу қажет. Бұларды сәтті аяқтау үшін практикалық жұмысал қажетті практикалық дағдыларды алу үшін кезеңдердің реттілігін анықтап, модель жасаудың технологиялық ерекшеліктерін ұсыну қажет. Бұл студенттерге әртүрлі компьютерлік архитектуралардың жүйелік өнімділігін зерттеу, бағалау және салыстырмалы талдау үшін барабар және сенімді компьютерлік модельдерді жасау туралы қажетті білімді алуға мүмкіндік береді. Осының нәтижесінде бұдан әрі модельдеуді жүргізудің жалпыланған процедурасы, сондай-ақ КС және процестерді зерттеуді модельдеудің әдістемелік схемасы ұсынылады.

КС және процестерді зерттеудегі компьютерлік модельдеу процедурасы

ҚАЗІРГІ БІЛІМ БЕРУ КЕҢІСТІГІНДЕ ИНФОРМАТИКА ОҚЫТУШЫНЫҢ ӨЗІН-ӨЗІ АКТУАЛУ ПРОЦЕСІНДЕГІ КОМПЬЮТЕРЛЕРДІ СИПАЛДАУДЫ ҚОЛДАНУ МҮМКІНДІКТЕРІ

адал. пед. ғылымдар, компьютерлік технологиялар және білім беруді ақпараттандыру кафедрасының доценті e-mail: e [электрондық пошта қорғалған] kk

Курск мемлекеттік университеті

Мақалада компьютерлік модельдеуді жоғары білім беру жүйесінің барлық деңгейлерінде информатика мұғалімінің өзін-өзі танытуын жүзеге асыру әдістерінің бірі ретінде пайдалану мүмкіндіктері, ақпараттық білім беру ортасында танымның тиімді әдісі ретінде компьютерлік модельдеудің сипаттамасы берілген. Жұмыста компьютерлік модельдеуді оқытудың принциптері мен компьютерлік модельдеудің кезеңдерін сипаттауға ерекше орын берілген, оны жүзеге асыру информатика мұғалімдерінің өзін-өзі белсендіруіне ықпал етеді.

Түйін сөздер: компьютерлік модельдеу әдісі, модель, информатика мұғалімінің кәсіби өзін-өзі танытуы, жоғары білім берудің көп деңгейлі жүйесі, кәсіби дайындық.

Қазіргі кәсіптік білім берудегі маңызды тенденциялардың бірі – білім беру үдерісін жаңа сапалы деңгейге шығаруға және заманауи әлеуметтік-мәдени жағдайда педагогикалық ұжымның әлеуетін жаңаша ашуға мүмкіндік беретін ақпараттандыру. Заманауи жылдам өзгеретін және қарқынды дамып келе жатқан ақпараттық орта заманауи информатика мұғалімінің өзін-өзі танытуына үлкен талаптар қояды.

Үкімет бағдарламасы Ресей Федерациясы«Ақпараттық қоғам (2011-2020)» және Ресей Федерациясының 2025 жылға дейінгі білім берудің ұлттық доктринасында ақпараттық технологияларды пайдалану негізінде әртүрлі салалардағы қолданыстағы білім беру процесін жаңғыртудың ықтимал әдістеріне қатысты елеулі өзгерістер қажеттігін атап өтеді.

Оқытудың ең тиімді әдістерінің бірі заманауи жағдайларбілім беру жүйесін жаңғырту компьютерлік модельдеуді қолдану болып табылады. Компьютерлік модельдеу әртүрлі пәндік салалардағы әмбебап зерттеу әдісі болып табылады. қазіргі ғылым. Компьютерлік модельдеу объектінің немесе процестің компьютерлік моделін құруға және зерттеуге негізделген зерттеу әдісі ретінде түсініледі [Пикалов 2010]. Компьютерлік модельдеудің негізгі спецификалық ерекшелігі оны зерттелетін объектіні тұтас зерттеу үшін пайдалану мүмкіндігі болып табылады.

Компьютерлік модельді құру және зерттеу кезінде нақты өмірдегі немесе жобаланатын жүйе мен процестің аналогты немесе алмастырушы объектісін бейнелеу және жаңғырту процесі тек құрылымды, элементтерді, қасиеттерді ғана емес, сонымен қатар элементтер мен элементтер арасындағы байланыстар мен қатынастарды көрсетеді. сыртқы орта ашылады. Модельдеудің бір түрін білдіретін компьютерлік модельдеу зерттелетін жүйені немесе процесті бар қарым-қатынастарды және

бастапқы объектінің негізгі компоненттері арасындағы үлгілер. Компьютерлік модельдеудің түпкілікті нәтижесі зерттелетін жүйелерді немесе процестерді талдау, оларды оңтайландыру және модернизациялау бойынша шешімдер қабылдау, әртүрлі жағдайларда мінез-құлықты болжау үшін қажетті сандық және сапалық сипаттамаларды алу болып табылады.

Модельдеуді танымның негізгі әдістерінің бірі ретінде анықтауға болады, ол шындықты бейнелеу нысаны болып табылады және басқа объектілерді, процестерді, құбылыстарды пайдалана отырып, нақты объектілердің, заттар мен құбылыстардың белгілі бір қасиеттерін нақтылаудан немесе жаңғыртудан немесе абстрактілі сипаттаманы пайдаланудан тұрады. кескін формасы, жоспар, карталар, теңдеулер жиыны, алгоритмдер мен бағдарламалар [Бирюков, Гастеев, Геллер 1974].

Болашақ информатика мұғалімі мазмұны мен теориялық аспектілерімен байланысты өзінің жеке және кәсіби мүмкіндіктерін жүзеге асыра білуі керек. кәсіби қызмет. Қазіргі заманның сәйкестігі педагогикалық әдістерөзін-өзі жүзеге асырудың өнімділігін қамтамасыз етеді. Компьютерлік модельдеу әдісі өзін-өзі актуализациялау мәселелерін шешуде кең мүмкіндіктер береді.

Өзін-өзі таныту – қазіргі білім беру кеңістігінде үнемі өзгеріп отыратын күрделі міндеттер жағдайында оның тұлғалық және кәсіби әлеуетін кеңейте отырып, қазіргі информатика мұғалімінің бәсекеге қабілеттілігін қамтамасыз ететін фактор.

Өзін-өзі таныту – жоғары білім берудің негізгі өзекті мәселесі. «Өзін-өзі актуализациялау» (латын тілінен asShaNB – нақты, нақты) адамның өзінің жеке мүмкіндіктерін барынша толық анықтауға және дамытуға деген ұмтылысы ретінде қарастырылады [Карпенко 1985].

Кәсіби өзін-өзі таныту болашақ информатика мұғалімінің әртүрлі деңгейдегі күрделі міндеттерді шешу процесінде қалыптасуы мен дамуының тиімділігін анықтайды. заманауи білім беру: В профильдік сыныптар(ақпараттық технологиялар), орта кәсіптік білім беруде, бакалавриат пен магистранттарды оқыту жүйесінде, қосымша кәсіптік білім беру жүйесінде.

Информатика мұғалімінің өзін-өзі танытуына бағытталған компьютерлік модельдеуге негізделген оқу процесін ұйымдастыру классикалық және заманауи авторлардың еңбектерінде көрініс тапқан дидактикалық принциптер жүйесіне негізделген - И.П. Подласого, Ю.К. Бабанский, Л.В. Занкова, В.А. Сластенина және т.б.Барлық дидактикалық принциптерді білдіреді бірыңғай жүйежәне шешуі информатика мұғалімінің қалыптасуы мен дамуының әртүрлі кезеңдерінде өзін-өзі жан-жақты іске асыруына ықпал ететін оқу-танымдық, дамытушылық міндеттерді шешуге бағытталған. Болашақ информатика мұғалімінің оқу-тәрбие процесінің негізгі заңдылықтарын көрсететін өзін-өзі таныту процесінде компьютерлік модельдеуді жүзеге асырудың айқындаушы принциптер жүйесі ашылды. Болашақ мұғалімнің өзін-өзі таныту процесінде келесі принциптерді атап өткен жөн сияқты:

1) пайдалануды көздейтін ғылыми сипаттағы принцип оқу процесістуденттердің ғылыми-зерттеу және зерттеу қызметін ұйымдастыру үшін компьютерлік модельдеуді қолдану саласындағы соңғы жетістіктерді;

2) оқытылатын материалдың жас және жас бойынша сәйкестігін білдіретін қолжетімділік принципі жеке ерекшеліктерістуденттер мен олардың теориялық және практикалық дайындық деңгейі;

3) зерттелетін жүйелердің немесе процестердің маңызды байланыстары мен байланыстарын барынша барабар ашатын көрнекі нысанда компьютерлік модельді құруды қамтамасыз ететін көрнекілік принципі;

4) құзыреттіліктердің, алған білімдері мен қалыптасқан дағдылар мен дағдылардың барлығын қалыптастыру жүйесінде әр алуан түрлерін қарастыруды көздейтін жүйелілік принципі. оқыту курстарыжәне білім берудің барлық мазмұны бір-біріне және құрамына кіретін жүйелер ретінде ортақ жүйеақпараттық мәдениет және ұтымды бөлуді талап етеді оқу материалысемантикалық фрагменттер және тұтастыққа тұрақты сілтеме жасай отырып, оларды біртіндеп меңгеру туралы;

5) әрбір жаңа білім алдыңғысына сүйенетін және одан туындайтын өсу жолымен дамитын мазмұнды жоспарлаудан тұратын сабақтастық принципі;

6) студенттердің алған білімдерінің өмірмен әрекеттесуін, практикада қолданылуын, қоршаған процестер мен құбылыстарды зерттеу, тану және түрлендіру үшін қолданылатынын білдіретін теория мен практиканың байланысы принципі; алынған білімнің маңыздылығын сезіну оқуға деген қызығушылықтың артуына ықпал етеді, бұл оқу іс-әрекетінің ынтасы мен тиімділігіне оң әсер етеді;

7) оқытылатын оқу материалын нақты түсінуді қамтамасыз ететін белсенділік принципі. Оқу-тәрбие үрдісінде оқушылардың білімді белсенді түрде меңгеруін және психикалық іс-әрекеттердің дербестігін дамытуды ұйымдастыру үшін шешуі шығармашылық ізденіс пен ақыл-ой әрекетін ынталандыруға мүмкіндік беретін танымдық міндетті алға қою керек;

8) олардың нақты объектіге сәйкестігі және берілген пәндік саладағы және жалпы білім беру мазмұнындағы білім жүйесін құрайтын басқа модельдермен сәйкестігі ретінде түсінілетін компьютерлік модельдердің икемділік принципі, сондай-ақ олардың мүмкіндіктері эксперименттік жұмыс барысында зерттелетін компьютерлік модельді жедел жаңарту;

9) білім беру кеңістігінің әртүрлі жағдайларында әзірленген үлгілерді біріктіру мүмкіндігін көздейтін интеграциялық принцип; бұл принцип сонымен қатар нақты педагогикалық міндеттерді шешу үшін әртүрлі пәндерді, қызмет салалары мен салаларын біріктіруді көздейді;

10) оқытудың қажеттіліктері мен шарттарына байланысты құрылған компьютерлік үлгіні тұрақты түрлендіру мүмкіндігін қамтамасыз ететін ашықтық принципі.

Компьютерді қолдану негізінде оқу процесін ұйымдастыру

информатика мұғалімінің өзін-өзі танытуына бағытталған модельдеу,

келесі қадамдарды орындау керек [Kelton, Lowe 2004]:

Тапсырманы құрастыру;

Мәліметтер (ақпарат) жинау және концептуалды модельді анықтау;

Концептуалды үлгінің сәйкестігін анықтау;

Математикалық модельді формализациялау немесе құру;

Компьютер моделін құру;

Компьютер моделін тексеру;

Экспериментті жоспарлау;

Компьютерлік модельмен тәжірибелер жасау;

Шығарылатын мәліметтерді талдау және интерпретациялау;

Нәтижелерді пайдалану.

Анықталған кезеңдер итеративті түрде орындалады, яғни қайтару бар

алдыңғы кезеңдері және кейбірін нақтылау мақсатында оларды қайта орындау

әзірленген модельдің параметрлері. Ұсынылған кезеңдердің тізбегі зерттелетін объектілерде компьютерлік модельдеуді жүргізудің жалпы тәсілін көрсетеді және оқу процесін ұйымдастыру кезінде компьютерлік модельдеу әдістемесін сақтауға мүмкіндік береді.

Компьютерлік модельдеу кезеңдері ізденіспен оқыту кезеңдерімен толық дерлік сәйкес келетінін атап өту маңызды. Өзінің кеңейтілген түрінде ізденімпаздық оқыту оқушының:

Шешілетін мәселені анықтайды және қояды;

Ұсыныстар мүмкін шешімдер;

Осы ықтимал шешімдерді тексереді;

Мәліметтерге сүйене отырып, нәтижеге сәйкес қорытынды жасайды;

Жаңа деректерге қорытындылар қолданады; жалпылау жасайды.

Ғылыми-зерттеу білім беруді жақтаушылардың пікірінше, білім беру процесі ғылыми зерттеу, жаңа білімді іздеу процесін идеалды түрде модельдеу керек [Кларин 1998]. Кезеңдердің сәйкестігі, сондай-ақ компьютерлік модельдеу және зерттеуді оқыту әдістемесі бұл әдісті болашақта өзін-өзі жүзеге асыруға ықпал ететін студенттердің зерттеушілік қабілеттерін дамыту тәсілі ретінде оқу процесіне белсенді түрде енгізуге мүмкіндік береді. информатика пәнінің мұғалімдері.

Компьютерлік модельдеу нәтижесінде оқушылар компьютерлік модель жасайды. Компьютерлік модель [Лычкина 2000] деп түсініледі:

□ өзара байланысты компьютерлік кестелердің, блок-схемалардың, диаграммалардың, графиктердің, сызбалардың, анимациялық фрагменттердің, гипермәтіндердің және т.б. көмегімен сипатталған және объектінің құрылымы мен элементтері арасындағы байланыстарды көрсететін объектінің немесе кейбір жүйенің шартты бейнесі - құрылымдық -функционалдық модель;

□ әр түрлі (соның ішінде кездейсоқ) факторлардың әсерінен объектінің жұмыс істеу процестерін жаңғыртуға (имитациялауға) есептеулер ретін және олардың нәтижелерін графикалық көрсетуді пайдалана отырып, жеке бағдарлама, бағдарламалар жиынтығы, бағдарламалық кешен онда – имитациялық модельдер. И.Ю. Пикалова күрделі жүйелерді талдау үшін модельдеуді қолдану статистикалық сынақ әдістерін (Монте-Карло әдісі) әзірлеуге негізделгенін анықтайды, бұл компьютерлік технологияны пайдалана отырып, кездейсоқ факторларды модельдеуге мүмкіндік береді, бұл күрделі жүйелермен жылдам есептеулер мен эксперименттерге әкеледі [Пикалов 2014 ].

Модель ұғымы компьютерлік модельдеуді оқу процесінде қолданудың кең ауқымын береді пәнаралық коммуникациялар, оны қалыптастыру информатика мұғалімінің өзін-өзі танытуының негізгі міндеттерінің бірі болып табылады. Модель құру әрекетінің өзі – модельдеу – информатиканы сипаттайтын жалпылама қызмет түрі [Kasprazhak 2004]. Сонымен қатар ұғымдар мен модельдеу әдісі әртүрлі пәндік салалардың үлгілері бойынша зерттеліп, олардың ортақтығын ашады. Пәнаралық байланыстарды есепке алу болып табылады қажетті жағдайтабысты оқу. Оқушылардың ой-өрісін, дүниетанымын дамыту осы байланыстың қалай жүзеге асуына байланысты. Сонымен қатар, пәнаралық байланысты дұрыс жүзеге асыру ғылыми дүниетанымның қалыптасуына ықпал етеді, студенттердің қоршаған дүниедегі заттар мен құбылыстардың өзара байланысын ашуға көмектеседі және нақты дүниенің зерттелетін құбылыстары мен процестеріне тұтас көзқарас қалыптастырады [ Володин 2005].

Оқу процесін пәнаралық байланыстар негізінде ұйымдастыру студенттердің білімді белсенді меңгеруін, оларды шығармашылықпен пайдалануын, танымдық қабілеттерін дамытуды көздейтін пәндік-практикалық әрекетке баулуға ықпал етеді.

белсенділігі мен дербестігі, ғылыми дүниетанымының қалыптасуы. Модельдеуге негізделген пәнаралық байланысты қалыптастыру білім мен дағдыны алудың бірқатар әдістерін (анализ, синтез, индукция, дедукция және т.б.) қолдану арқылы анықталады.

Өз кезегінде А.В. Ястребов өзінің диссертациялық зерттеуінде [Ястребов 2003] «білім берудің ең жоғары мақсаты – кәсіби қызмет саласындағы мәселелерді өз бетінше тұжырымдап, оларды шеше алатын маман даярлау...», «...жоғары білім тар мағынада ғалым бола ма, ғалым-инженер ме, ғалым-ұстаз бола ма, оған қарамастан зерттеушінің өзіндік санасы бар маманды тәрбиелеу.

Компьютерлік модельдерді құру процесі үлкен даму әлеуетіне ие және информатиканы оқыту саласындағы кәсіби маманның қалыптасуы мен дамуының барлық кезеңдерінде өзін-өзі жүзеге асыру процесінің тиімді ағымына ықпал етеді. Компьютерлік модельдеу негіздерін білу – дамыта оқытуды жүзеге асырудың арнасы, ол мұғалімді жаңа сапалы деңгейге көтеріп, тек биіктерге ғана емес, бағындыруға мүмкіндік береді. кәсіби құзыреттілікбірақ жеке даму.

Библиографиялық тізім

Бирюков Б.В., Гастеев Ю.А., Геллер Е.С. Модельдеу. М.: БСБ, 1974 ж.

Володин А.А. Болашақ технология мұғалімдерінің цифрлық технология негіздерін оқудағы компьютерлік симуляциялық модельдеу: дис. ... кант. пед. Ғылымдар: 13.00.02. М., 2005 ж

Келтон В., Лоу А. Имитациялық модельдеу. CS классикалық. 3-ші басылым. Санкт-Петербург: Петр; Киев: BHV Publishing Group, 2004. 847 б.: сырқат.

Кларин М.В. Әлемдік педагогикадағы жаңалықтар: Зерттеу, ойын, пікірталас, шетел тәжірибесін талдау негізінде оқыту. М., Рига: Педагогикалық орталық «Эксперимент», СПК «Эксперимент», 1998. 180 б.: ауру.

Қысқаша психологиялық сөздік / құраст. Л.А. Карпенко; жалпы астында ред. А.В. Петровский, М.Г. Ярошевский. М.: Политиздат, 1985. 431 б.

Лычкина Н.Н. Модельдеудегі заманауи трендтер // Университет хабаршысы. «Ақпараттық басқару жүйелері» сериясы. М.: ГУУ, 2000. No 2.

Пикалов И.Ю. Компьютерлік модельдеуді оқу курсында «Ақпарат және коммуникациялық технологияларғылым мен өндірісте» // Ғылым және қазіргі заман. 2010. № 6-1. 307-312 беттер.

Пикалов И.Ю. Имитациялық модельдеу мен сараптамалық жүйелерді экономикалық талдауда қолдану // Аудитория. Курскийдің электронды ғылыми журналы мемлекеттік университеті. 2014. № 4 (4). 93-95 беттер. URL: http://auditorium.kursksu.ru/pdf/004-017.pdf

таңдау курстары мамандандырылған оқыту: Білім беру саласы «Информатика» / жалпы. ред. А.Г. Каспражак, Ресей Федерациясының Білім министрлігі – Ұлттық кадрлар даярлау қоры. М.: Вита-Пресс, 2004. 112 б.

Ястребов А.В. Педагогикалық университет студентін дайындауды оңтайландыру құралы ретінде ғылыми зерттеулерді модельдеу: дис. док. пед. Ғылымдар: 13.00.08. М., 2003 ж.

Льюи А. Мектептің оқу бағдарламасын жоспарлау. Париж, 1977 ж.

Симуляцияны информатикадан оқытуда қолдану

Р.П.Романский

Техникалық университет, София, Болгария

Кіріспе

Компьютерлік технологияны дамыту және есептеуіш жүйелердің (КЖ) архитектуралық ұйымдастырылуын жетілдіру үшін компьютер мамандары мен студенттерді үздіксіз оқыту және өзін-өзі жетілдіру қажет. Бұл тренинг дәстүрлі оқыту формаларын өз бетінше оқу, қашықтықтан оқыту, тәжірибелік жобаларды әзірлеу және зерттеу эксперименттері мүмкіндіктерімен біріктіруі керек. Информатика саласындағы оқытуда маңызды рөлді сәулеттік ұйымды зерттеудің және CS жүйесінің өнімділігін талдаудың заманауи әдістерін қолдану маңызды рөл атқарады. Осы мағынада, әртүрлі CS негізгі құрылымдарын зерттеу және компьютерлік процестерді ұйымдастыру процесінде модельдеу әдістерін қолдану зерттелетін объектінің қолайлы математикалық сипаттамасын жасауға және компьютерлік эксперименттерді орындау үшін бағдарламалық қамтамасыз етуді жасауға мүмкіндік береді [Романский, 2001, Аронс, 2000]. Модельдеудің эксперименттік нәтижелерін талдау [Bruyul, 2002] жүйенің негізгі сипаттамаларын және зерттелетін ӨЖ өнімділігін бағалауға мүмкіндік береді.

Компьютерлік жүйелер зерттеу және зерттеу әдістерінің объектісі ретінде

Компьютерлік жүйелер мен өнімділікті зерттеу саласындағы мамандандырылған оқу курстарының негізгі мақсаттарының бірі болашақ және қазіргі компьютерлік конструкторларды, компьютерлік техниканы әзірлеушілерді және КС пайдаланушыларды модельдеу және сипаттамаларын өлшеудің технологиялық мүмкіндіктерін дұрыс пайдалануға үйрету болып табылады. жүйелер. Бұл мүмкіндіктер жаңа компьютерлік жобалардың тиімділігін бағалау процесінде де, бар жүйелердің салыстырмалы талдауын жүргізу үшін де қолданылады. Оқыту процесінде нәтиже көрсеткіштерінің адекватты бағасын алу үшін зерттеу кезеңдерінің реттілігін және эксперимент нәтижелерін өңдеу мүмкіндігін нақтылау міндеті қойылады. Бұл тапсырманы компьютерлік оқытудың нақты саласына және қарастырылатын ақпаратты компьютерлік өңдеу принциптерінің ерекшеліктеріне байланысты нақтылауға болады.

Күріш. 1. Компьютерлік өңдеуді ақпараттық қамтамасыз ету.

Күріш. 2. Компьютерлік процестің шамамен профилі.

есептеу техникасының өнімділігін және компьютерлік процестердің тиімділігін зерттеу мүмкіндігі;

тиімді зерттеу әдістерін қолдану (өлшеу, модельдеу);

жүйе параметрлерін өлшеудің технологиялық ерекшеліктері (эталон, мониторинг);

технологиялық ерекшеліктері мен модельдеуді ұйымдастыру (аналитикалық, модельдеу және т.б.);

эксперимент нәтижелерін талдау әдістері.

Күріш. 3. КС және процестерді зерттеу әдістерінің классификациясы.

Дәстүрлі оқыту процесі дәрістердің негізгі курсын аудиториялық жаттығулар және/немесе зертханалық тәжірибелер кешенімен бірге жүргізуді көздейді. Информатика саласында КЖ-ны ұйымдастыруды және компьютерлік процестерді басқару принциптерін (төмен және жоғары деңгейде) зерделеу кезінде, сондай-ақ жүйе өнімділігін талдау кезінде зертханалық тапсырмаларды орындау кезінде компьютерлік модельдерді әзірлеу қажет болады. сыныпта немесе өз бетінше жобаларды жүзеге асыру кезінде. Осы практикалық жұмыстарды сәтті орындау және қажетті практикалық дағдыларды алу үшін кезеңдердің ретін анықтап, модель жасаудың технологиялық ерекшеліктерін көрсету қажет. Бұл студенттерге әртүрлі компьютерлік архитектуралардың жүйелік өнімділігін зерттеу, бағалау және салыстырмалы талдау үшін барабар және сенімді компьютерлік модельдерді жасау туралы қажетті білімді алуға мүмкіндік береді. Осының нәтижесінде бұдан әрі модельдеуді жүргізудің жалпыланған процедурасы, сондай-ақ КС және процестерді зерттеуді модельдеудің әдістемелік схемасы ұсынылады.

КС және процестерді зерттеудегі компьютерлік модельдеу процедурасы

КС және процестерді зерттеуде компьютерлік модельдеудің негізгі міндеті өнімділік көрсеткіштері туралы ақпарат алу болып табылады. Оқыту процесінде үлгілік экспериментті жоспарлау келесі қадамдар негізінде жүзеге асырылады:

үшін эмпирикалық мәліметтерді жинау нақты мәндернегізгі жүйе параметрлері;

эмпирикалық ақпаратты құрылымдау және өңдеу және модельдің функционалдық диаграммасын әзірлеу;

бастапқы объектінің қолайлы математикалық моделін әзірлеу үшін априорлық ақпаратты және жұмыс параметрлерінің анықтау аймақтарын анықтау;

модельдік эксперименттерді жүзеге асыру, модельдік ақпаратты жинақтау және оны кейінгі талдау.

Модельдік экспериментті ұйымдастыру үшін модельдік зерттеудің жалпыланған формалды процедурасы күріште көрсетілген. 4.

Күріш. 4. Модельді зерттеу процедурасы.

Бастапқы мақсат нақты объектіні (жүйені немесе процесті) зерттеу қажеттілігімен анықталады. Процедураның негізгі қадамдары келесідей:

Объектіні ішкі жүйелерге ыдырату және жүйелік процестердің мінез-құлқының кейбір аспектілері үшін қолайлы идеализация дәрежесін енгізу арқылы модель құрудың негізгі тұжырымдамасын анықтау.

Сәйкес формалды жүйе негізінде зерттелетін объектідегі құрылым мен қатынастарды математикалық формалдау.

Модельдеу мақсатына байланысты нақты жүйенің қызмет етуінің математикалық сипаттамасы және қолайлы функционалдық моделін жасау.

Ең қолайлы модельдеу әдісін қолдана отырып, математикалық модельді жүзеге асыру.

Сәйкес бағдарламалық орта (мамандандырылған немесе әмбебап) арқылы құрылған математикалық модельді сипаттау.

Құрылған модель негізінде эксперименттерді орындау және зерттеу объектісінің параметрлерін бағалау үшін модельдік ақпаратты кейіннен өңдеу және интерпретациялау.

Компьютерлік модельдеудің негізгі әдістері мыналар:

Аналитикалық әдістер – нақты жүйенің құрамдас бөліктерін және жүріп жатқан процестерді сипаттау үшін математикалық құралдарды пайдалану. Таңдалған математикалық тәсілдің негізінде математикалық модель әдетте бағдарламалауды жеңілдететін теңдеулер жүйесі ретінде құрастырылады, бірақ жүзеге асыру тұжырымдардың және қабылданған жұмыс гипотезаларының жоғары дәлдігін, сондай-ақ маңызды тексеруді талап етеді.

Модельдеу (еліктеу) әдістері – нақты объектінің әрекеті бағдарламалық имитатормен имитацияланады, ол өз жұмысында нақты жұмыс жүктемесін (эмуляция) немесе бағдарламалық жұмыс жүктемесінің моделін (имитациялық) пайдаланады. Мұндай модельдер күрделі жүйелерді зерттеуге және сенімді нәтижелерге қол жеткізуге мүмкіндік береді, бірақ олар уақытында орындалады және бұл әдістің негізгі кемшілігін анықтайды - компьютер уақытының айтарлықтай шығыны.

Эмпирикалық әдістер – нақты объектінің жұмыс істеуі туралы ақпаратты тіркеу, жинақтау және талдаудың сандық әдістері, олардың негізінде оны зерттеудің статистикалық моделін құруға болады. Әдетте, сызықтық немесе сызықты емес теңдеулер таңдалған параметрлердің (мысалы, бастапқы факторлар жиынтығынан) байланысын көрсету және статистикалық сипаттамаларды есептеу үшін қолданылады.

Компьютерлік модельдеудің негізгі міндеті – адекватты модель құру, оның көмегімен зерттелетін жүйенің құрылымын және жүріп жатқан процестерді дәл көрсетуге болады. Компьютерлік модельді әзірлеу үш дәйекті деңгейді қамтиды - концептуалды модель (модельді құрылымдаудың идеологиялық тұжырымдамасы), математикалық модель (математикалық формальды жүйе арқылы тұжырымдамалық модельдің бейнесі) және бағдарламалық модель (бағдарламалық қамтамасыз етуді жүзеге асыру). қолайлы тілдік ортасы бар математикалық модель). Компьютерлік модельдеудің әрбір деңгейінде соңғы үлгінің сенімділігін және модельдік эксперименттердің нәтижелерінің дәлдігін қамтамасыз ету үшін модельдің сәйкестігін тексеру қажет. Модельдеу процедурасының жеке кезеңдерінің ерекшелігі сәйкестікті бағалаудың қолданылатын тәсілдері мен құралдарын анықтайды. Бұл мүмкіндіктер төменде берілген компьютерлік модельдеудің әзірленген әдістемесінде өз орнын тапты.

Үлгілік зерттеу әдістемесі

Компьютерлік модельдеу процесінде қолданылатын әдіске қарамастан, модельді зерттеудің жалпылама матодологиялық схемасын анықтауға болады (5-сурет). Ұсынылған формальды әдістемелік реттілік төменде келтірілген бірнеше негізгі кезеңдерді қарастырады. Негізінен, ол бастапқы модельдік гипотезаны тұжырымдау және оның дәйекті модификациясы негізінде әзірленген компьютерлік модельдің қажетті сенімділігін алудың итерациялық процедурасын білдіреді. Бұл тәсіл күрделі жүйелерді зерттеуде, сондай-ақ зерттелетін объект үшін жеткілікті априорлық ақпарат болмаған жағдайда сәтті болады.

«Формуляция» кезеңі

Модельді әзірлеудің бірінші кезеңінде модельдеу объектісін, зерттеудің шарттары мен гипотезасын, сондай-ақ модель тиімділігін бағалау критерийлерін дәл және нақты анықтау қажет. Бұл концептуалды модельді жасауға және оны абстрактілі терминдер мен ұғымдармен анықтауға мүмкіндік береді. Әдетте дерексіз сипаттама модель құрудың бастапқы принциптерін анықтайды (негізгі жуықтаулар, айнымалылардың анықтамалық диапазондары, өнімділік критерийлері және күтілетін нәтижелердің түрлері). Бұл кезеңде келесі ішкі кезеңдерді анықтауға болады:

Тапсырманы анықтау және талдау. Зерттеу тапсырмасының нақты анықталған мәнін және қажетті іс-әрекеттерді жоспарлауды қамтиды. Мәселені талдау негізінде күтілетін әрекеттердің көлемі және тапсырманы декомпозициялау қажеттілігі анықталады.

Бастапқы ақпараттың түрін көрсету. Бұл ақпарат модельдеудің дұрыс шығыс нәтижелерін алуға мүмкіндік береді, сондықтан бағалаудың қажетті сенімділік деңгейін қамтамасыз ету қажет.

Болжамдар мен гипотезаларды енгізу. Бұл модельді жүзеге асыру үшін ақпарат жеткіліксіз болған кезде қажет. Болжамдар жетіспейтін деректерді немесе жетіспейтін деректерді толығымен ауыстырады. Гипотезалар мүмкін болатын нәтижелердің түріне немесе зерттелетін процестерді жүзеге асыру ортасына жатады. Модельдеу процесінде бұл гипотезалар мен болжамдар қабылдануы, қабылданбауы немесе өзгертілуі мүмкін.

Модельдің негізгі мазмұнын анықтау. Қолданылатын модельдеу әдісінің негізінде нақты объектінің ерекшелігі, міндеті және оны шешу құралдары баяндалады. Бұл қосалқы кезеңнің нәтижелері модельдің негізгі тұжырымдамасын тұжырымдауды, нақты процестердің формалды сипаттамасын және сәйкес жуықтауды таңдауды қамтиды.

Үлгі параметрлерін анықтау және тиімділік критерийлерін таңдау. Бұл кіші кезеңде математикалық сипаттаудың талап етілетін дәлдігіне жету үшін ерекше маңызды болып табылатын модельдің бастапқы және қосалқы факторлары, кіріс әрекеттері және күтілетін шығыс жауаптары анықталады. Тиімділік критерийлерін нақтылау анықтамамен байланысты функционалдық тәуелділіктерүлгі параметрлері өзгерген кезде жүйенің реакциясын бағалау.

Модельдің абстрактілі сипаттамасы. Концептуалды модельдің жалпы тұжырымдау кезеңі абстрактілі терминдердің қолайлы ортасында абстрактілі модельді құруды аяқтайды - мысалы, блок-схема түрінде, ағындық диаграмма түрінде (Data Flow Diagram), графикалық түрдегі диаграмма (State Transition Network) т.б. Бұл дерексіз көрініс математикалық модельді құруды жеңілдетеді.

Күріш. 5. Модельдік зерттеудің әдістемелік схемасы.

«Дизайн» кезеңі

Компьютерлік модельді жобалау математикалық модельді әзірлеумен және оның бағдарламалық сипаттамасымен байланысты.

Математикалық модель – зерттелетін объектінің құрылымының және жүріп жатқан процестердің қолайлы математикалық түрдегі Y=Ф(X, S, A, T) бейнесі, мұндағы: Х – сыртқы әсерлердің жиынтығы; S – жүйе параметрлерінің жиыны; A - функционалдық мінез-құлықты көрсетеді (қызмет ету алгоритмдері); Т – жұмыс уақыты. Осылайша, Y объектісінің мінез-құлқы (реакциясы) аналитикалық тәуелділіктерді (детерминирленген немесе ықтималдық) білдіретін Ф функционалдық әсерлердің жиынтығын модельдейді. Бұл мағынада математикалық модель – қабылданған гипотезалар мен жуықтауларды бағалай отырып, таңдалған математикалық жүйе арқылы абстрактілі модельді сипаттау, бастапқы шарттаржәне анықталған зерттеу параметрлері. Математикалық модельді жасау кезінде белгілі математикалық формулаларды, тәуелділіктерді немесе қолдануға болады математикалық заңдар(мысалы, ықтималдық үлестірімдері), сондай-ақ оларды біріктіру және толықтыру. Модельдеу мақсатында ең кең таралған теориялық математикалық жүйелер математикалық модельді графикалық түрде ұсынуға мүмкіндік береді – Петри торлары, Марков тізбектері, кезек жүйелері және т.б. Алдыңғы кезеңде анықталған критерийлер негізінде құрылған математикалық модель қажетті сенімділік пен сәйкестік дәрежесіне жету үшін бағаланады, содан кейін оны мақұлдауға немесе қабылдамауға болады.

Бағдарламалық модель – математикалық сипаттаманы программа тілінде жүзеге асыру – ол үшін сәйкес техникалық және технологиялық құралдар таңдалады. Бағдарламалық қамтамасыз етуді енгізу процесінде математикалық модель негізінде модельдің логикалық құрылымдық-функционалдық схемасы жасалады. Бұл схеманы құру үшін сіз дәстүрлі блок-схемаларды немесе мамандандырылған модельдеу ортасымен ұсынылған графикалық құралдарды пайдалана аласыз - мысалы, GPSS (Жалпы мақсатты модельдеу жүйесі) . Модельді бағдарламалық қамтамасыз етуді жүзеге асыру бағдарламалық қамтамасыз етуді әзірлеу міндеті болып табылады және осы мағынада бағдарламалау технологиясының принциптеріне бағынады.

«Түсіндіру» кезеңі

Күріш. 6. Модельді нақтылаудың итерациялық процедурасы.

Модельдің сенімділігін тексерудің негізгі мақсаты нақты объектінің процестерін көрсету кезінде сәйкестіктің дәлдік деңгейін және модель нәтижелерін тіркеу механизмін анықтау болып табылады. Жалпы алғанда, компьютерлік модель жеке компоненттердің жиынтығын білдіреді және осы мағынада сәйкестік сынақтарын дұрыс жоспарлау әсіресе маңызды.

«Орындау» кезеңі

Бұл құрылған модельді жүзеге асыру кезеңі (сандық әдіспен шешу немесе уақыт бойынша орындау). Негізгі мақсат - машина уақытының ең аз көлеміне максималды ақпаратты алу. Екі қосалқы кезең бар:

Модельдік экспериментті жоспарлау – бақыланатын факторлардың мәнін анықтау және модельді орындау кезінде байқалатын факторларды тіркеу ережелері. Нақты эксперименттік жобаны таңдау орындау уақытын оңтайландыру кезінде зерттеу мақсатына байланысты. Тиімді жоспарды алу үшін әдетте статистикалық әдістер қолданылады (толық жоспар, бір факторлы жоспар, рандомизацияланған жоспар және т.б.), олар байқалатын факторлардың бірлескен әсерін жоюға және рұқсат етілген эксперименттік қатені бағалауға мүмкіндік береді.

Экспериментті жүзеге асыру – кіріс мәліметтерді дайындау, эксперименттік жоспарды компьютерде орындау және эксперимент нәтижелерін сақтау. Экспериментті жүзеге асыруға болады келесідей: басқару имитациясы (модельдің өнімділігі мен сезімталдығын тексеру және модель уақытын бағалау үшін); жұмыс симуляциясы (әзірленген эксперименттік жоспарды нақты орындау).

«Модельдік нәтижелерді талдау және интерпретациялау» кезеңі

Үлгілік эксперимент жоспарын жүзеге асыру кезінде зерттелетін объектінің мінез-құлқы туралы баға мен қорытынды алу үшін талдау қажет ақпарат (имитациялық нәтижелер) жинақталады. Бұл екі аспектіні анықтайды - эксперименттік ақпаратты талдау әдістерін таңдау және алынған бағаларды түсіндіру үшін қолайлы әдістерді пайдалану. Зерттеудің дұрыс қорытындысын қалыптастыру үшін соңғысының маңызы ерекше. Бірінші аспект мағынасында әдетте статистикалық әдістер қолданылады - сипаттамалық талдаулар (параметрлердің шекаралық мәндерін есептеу, математикалық күту, дисперсия және орташа квадрат қателігі; таңдалған фактор бойынша топтаманы анықтау; гистограмманы есептеу және т.б.); корреляциялық талдау (факторлық қатынас деңгейін анықтау); регрессиялық талдау (факторлар тобында себептік байланысты зерттеу); дисперсияны талдау (тәжірибе нәтижелері негізінде белгілі бір факторлардың салыстырмалы әсерін анықтау).

Модельдік деректерді талдау нәтижелері графикалық тәуелділіктерді, диаграммаларды, гистограммаларды және т.б. пайдалана отырып, сандық немесе кестелік түрде ұсынылуы мүмкін. Сәйкес графикалық құралдарды таңдау үшін қолданылатын талдау әдісі маңызды, сонымен қатар экспериментатордың субъективті дағдылары қажет. эксперимент нәтижелерін ұсыну.

Қорытынды

Әрбір модельдеу экспериментін ұйымдастырудың негізгі мақсаты тиімді модельдеуді жүзеге асыру болып табылады. Ол машина уақытымен байланысты – үлгідегі өңдеудің айтарлықтай көлемі модельдеу құнын арттырады және тиімділікті төмендетеді. Модельді жылдам тексеру және конвергенцияға қол жеткізу зерттеудің тиімділігі үшін өте маңызды. Әрбір нақты жүйе үшін көбінесе ыдырау тәсілімен және егжей-тегжейлі деңгейімен, модельдеу әдісімен, бағдарламалық қамтамасыз етуді енгізу құралдарымен және т.б. айырмашылығы бар көптеген әртүрлі модельдерді құру қажет. Ең жақсы нұсқаны таңдау процесінде тек дәлдік пен сәйкестікті бағалау жеткіліксіз. Конвергентті модельдер жиынтығынан іске асыруға ең аз уақыт жұмсайтын тиімді нұсқаны таңдау қажет.

Бағдарламаны іске асырудың қолданбалы тілі, сондай-ақ концептуалды модельді абстрактілі бейнелеудің формальды жүйесінің толықтығы, сипаттау шарттарының қарапайымдылығы, оңтайлы жоспарды әзірлеу және т.б. жеткілікті тиімділікке қол жеткізу үшін маңызды. модель.Әмбебап программалық жүйелерді пайдалану нақты тіл операторларының жоқтығымен ерекшеленеді және сондықтан олар ең алдымен аналитикалық модельдеуге жарамды. Модельдеу үлгілерін енгізу үшін арнайы тілдік орталарды пайдалану жақсы тәжірибе болып табылады.

Әдебиеттер тізімі

[Bruyul 2002] Bruyul A. SPSS: ақпаратты өңдеу өнері. Статистикалық мәліметтерді талдау. Санкт-Петербург: DiaSoft, 2002, - 608 б.

[Romansky, 2001] Romansky R. Математикалық модельдеу және компьютерлік деректерді өңдеудің стохастикалық уақыт сипаттамаларын зерттеу // Ақпараттық технологиялар. - Мәскеу, Ресей, 2001, No 2, - С. 51 - 55.

Аронс Х., ван Асперен Е. Модельді анықтауға арналған компьютерлік көмек // 32-ші қысқы симуляциялық конференция материалдары. - Флорида, АҚШ, желтоқсан 2000. - Б.399-408.

Бенвенист А., Фабре Э., Хаар St. Марков желілері: үлестірілген және бір мезгілде жүйелер үшін ықтималдық модельдері // Автоматты басқару бойынша IEEE транзакциялары. 2003 жылдың қарашасы, т. 48, No 11. - Б.1936-1950 ж.

Butler J.E., Brockman J. B. Қарапайым компьютер архитектурасын имитациялайтын веб-негізделген оқу құралы // ACM SIGCSE Bulletin. 2001 жылдың маусымы, т. 33, жоқ. 2. - 47-50 б.

Кросби Р.Е. Модельдеу және модельдеу бойынша үлгілік оқу бағдарламасы: бұл бізге қажет пе? Біз жасай аламыз ба? // 32-ші қысқы симуляциялық конференция материалдары. желтоқсан 2000.-Б. 1666-1668 жж.

Fabre E., Pigourier V. Бөлінген алгоритмдермен бөлінген жүйелерді бақылау // Шешім қабылдау және бақылау бойынша IEEE 41-ші конференциясының материалдары. - том. 1. 2002 ж. 10-13 желтоқсан – 411-416 б.

Иббетт Р.Н. WWW компьютерлік архитектура модельдеулерінің визуализациясы // 7th Annual Conf. Информатика біліміндегі инновациялар мен технологиялар бойынша. маусым 2002. – 247 б.

Lilja D.J. Компьютерлік жүйелердің өнімділігін талдауды оқытуға арналған нұсқаулықты жеткізу әдістерін салыстыру // IEEE Trans. Білім туралы. 2001 жылдың ақпаны, т. 44, No 1, - 35-40 б.

Музыка G., Zupancic B., Matko D. Petri желі негізіндегі модельдеу және Matlab жүйесінде бақылауды басқару дизайны // EUROCON 2003 IEEE конференциясының материалдары «Компьютерлер құрал ретінде». - том. 1. 22-24 қыркүйек. 2003. – Словения. - 362-366 б.

Пандей С., Рамамритам К., Чакрабарти С. Үздіксіз сұрауларға жауап беру үшін динамикалық вебті бақылау // Дүниежүзілік желі бойынша 12-ші халықаралық конференция материалдары. - Венгрия, мамыр 2003 ж., - 659-668 б.

Поккек П., Мардини В. Кезектермен модельдеу: эмпирикалық зерттеу // Электр және компьютерлік инженерия бойынша Канадалық конференция материалдары. - том. 1. 13-16 мамыр 2001. – Б.685-689.

Романский Р. және т.б. Бөлінген электрондық оқытуға арналған ақпараттық желі InfoNet ұйымы // Компьютерлік жүйелер мен технологиялар (e-Learning) бойынша 3-ші халықаралық конференция материалдары. 20-21 маусым 2002 ж. София, Болгария. - P. IV.4-1 - IV.4-6.

Сарджент Р.Г. Модельдеу модельдерін тексеру және валидациялау // 2003 жылғы Қысқы модельдеу конференциясының материалдары. - том. 1. 7-10 желтоқсан 2003. - 27-48 б.

Stahl, I. GPSS: 40 жыл даму // 33 қысқы симуляциялық конференция материалдары. желтоқсан 2001. - 577-585 б.

Е Д, Сяофер Сю, Юлиу Чен. Виртуалды кәсіпорындар үшін біріктірілген модельдеу әдістемесі // Компьютерлер, коммуникациялар, басқару және энергетика бойынша 10-шы конференция материалдары. - том. 3. Қазан 2002. – Б.1603-1606.

Магистрант

Мордовия мемлекеті Педагогикалық институтыатындағы М.Е. Евсевева

Информатика және есептеуіш техника кафедрасы

Сафонов В.И., физика-математика ғылымдарының кандидаты, информатика және есептеуіш техника кафедрасының доценті

Аннотация:

Мақалада мектептегі информатика курсында модельдеудің маңыздылығы көрсетілген. Көрсетілген модельдеу және жіктеу модельдері компьютерлік модельдеуді жүзеге асыру үшін бағдарламалық қамтамасыз ету және интерактивті ортаны көрсетті.

Түйінді сөздер:

модельдеу; Информатика; формализация; үлгі; математикалық модель; математикалық модельдеу.

модельдеу; есептеу техникасы; формализация; үлгі; математикалық модель; математикалық модельдеу.

ӘОЖ 004

Модельдеуді зерттеу мектеп оқушыларын дайындаудың маңызды аспектісі болып табылады. Модельдеуді оқушының ой-өрісін дамыту тәсілі, сонымен қатар шешу құралы ретінде қарастыру қажет. әртүрлі тапсырмалар. Модельдеу – ғылыми танымның маңызды әдісі. Әртүрлі пәндерде информатикадан басқа модельдеу оқытылады, мысалы, математика, физика, биология, химия және т.б. Дегенмен, тікелей информатика сабақтарында әртүрлі компьютерлік бағдарламаларда модель құру, модельді тексеру, модельдер құру қадамдары қарастырылады.

Информатика мектебі курсының барлық дерлік тақырыптары модельдеумен, соның ішінде алгоритмдеу және бағдарламалау сияқты тақырыптармен байланысты. Информатика оқулықтарының авторлары модельдеуді оқытудағы ең маңызды міндет модельдерді талдау және құрастыру қабілетін қалыптастыру деп есептейді. Дегенмен, бұл дағдылар информатиканың басқа бөлімдерінде де қажет, мысалы, « Ақпараттық процестер«. Сонымен, модельдеу информатика курсының көптеген бөлімдерінде бар, мектеп информатика курсын зерттеуде іргелі болып табылады.

Информатика курсында тек математикалық модельдер ғана емес, сонымен қатар информатикаға пәнаралық сипат беретін сызбалар, кестелер, бағдарламалар, алгоритмдер кіретін ақпараттық модельдер де оқытылады.

Модель – нақты объектінің немесе процестің жеңілдетілген ұқсастығы. Модельдеудегі негізгі ұғым – мақсат. Модельдеу мақсаты – болашақ модельдің мақсаты. Мақсат үлгіде шығарылатын бастапқы нысанның қасиеттерін анықтайды. Материалдық объектілерді де, процестерді де модельдей аласыз. Ақпараттық модель – модельдеу объектісінің сипаттамасы. Бейнелеу негізінде модельдер кестелік, графикалық, объектілік-ақпараттық және математикалық болып бөлінеді.

Формализация – нақты объектіні немесе процесті оның формальды сипаттамасымен ауыстыру, т.б. оның ақпараттық моделі. Модельдеудің ақпараттық тақырыптық желісін орындайды ең маңызды міндет: оқушылардың жүйелі ойлауын дамыту.

Электрондық кестелер есептерді шешуге арналған ең кең таралған және ыңғайлы құрал ортасы болып табылады. математикалық модельдеу. Математикалық модель – математика тілінде кез келген нақты жүйенің (үдерістің, объектінің) мінез-құлық күйін сипаттау, т.б. формулаларды, теңдеулерді және басқа да математикалық қатынастарды қолдану. Математикалық модельді жүзеге асыру – пайдалану белгілі бір әдіскіріс параметрлерінің мәндері бойынша шығыс параметрлерінің мәндерін есептеу. Электрондық кесте технологиясы – математикалық модельді жүзеге асыру әдістерінің бірі. Сондай-ақ математикалық модельді жүзеге асыру әдістері бар, олар бағдарламалау тілдерінде бағдарламалауды, математикалық пакеттерді қолдануды (MathCad, Mathematics, 1C: Mathematical Designer және т.б.), модельдеуге арналған арнайы бағдарламалық жүйелерді пайдалануды қамтиды. Осындай құралдармен жасалған математикалық модельдер компьютерлік математикалық модельдер деп аталады.

Информатиканы, математиканы және физиканы өзара байланысты оқыту студенттерді типтік есептерді шешу құралы ретінде қолданбалы математикалық пакеттерді қолданумен таныстыруға мүмкіндік береді. Сондықтан «Модельдеу және формализация» бөлімінде информатиканың мета-пәндік рөлі көрінеді.

Модельдеу мектептегі информатика курсындағы ең қиын бөлімдердің бірі болып табылады. «Модельдеу және формализация» мазмұндық-құрылымдық компоненті пәннің маңызды құрамдас бөлігі болып табылады, ол үнемі жетілдіріліп отырады, нәтижесінде оны зерттеу әдістемесін зерттеу әлі аяқталмаған. Қазіргі уақытта бар көп санымектепте информатика сабағында белсенді қолданылатын компьютерлік модельдеуді оқыту әдістемесі.

Негізгі жалпы және орта жалпы білім беру деңгейіндегі «Ақпараттық модельдеу» тақырыбын бағдарламалық-ресурстық қамтамасыз ету бағдарламалық және интернет-ресурстармен, атап айтқанда, цифрлық білім беру ресурстарының бірыңғай жинағының ресурстарымен ұсынылған.

Қол жетімді модельдеу құралдарының бірі Microsoft Excel кеңсе қосымшасы болып табылады, өйткені барлық дерлік мектептерде MS Office бар. Microsoft Excel - бұл үлкен көлемдегі мәліметтерді талдауға мүмкіндік беретін электрондық кесте бағдарламасы. Бұл бағдарлама 600-ден астам математикалық, қаржылық, статистикалық және басқа мамандандырылған функцияларды пайдаланады, олардың көмегімен әртүрлі кестелерді бір-бірімен байланыстыруға, мәліметтерді ұсынудың еркін форматтарын таңдауға және иерархиялық құрылымдарды жасауға болады.

Mathcad – инженерлік және математикалық есептеулерге арналған қосымша, есептеулерді жүргізуге, таратуға және сақтауға арналған салалық стандарт. Mathcad әмбебап жүйе, яғни. ғылым мен техниканың кез келген саласында – математикалық әдістер қолданылатын кез келген жерде қолданылуы мүмкін.

КОМПАС – компьютерлік жобалау жүйесі. KOMPAS жүйесін пайдалана отырып, түпнұсқа немесе стандартталған құрылымдық элементтерді қамтитын бөлшектер мен жеке блоктардың 3D ассоциативті үлгілерін жасауға болады.

Blender – 3D модельдеуге арналған тегін бағдарламалық құрал. Бұл бағдарламадағы қулық мынада, 3D көріністі жасау кезінде қызметтік терезені бөліктерге бөлуге болады, олардың әрқайсысы 3D көрінісінің белгілі бір түрі, уақыт сызғышы, нысан параметрлері бар тәуелсіз терезе болады. Мұндай бөліктердің саны тек экран ажыратымдылығымен шектеледі. Қолданбада сонымен қатар сплайнды модельдеу құралдары бар және Безье қисықтары мен B-сплайндары 3D нысандарын қалыптастыру үшін де қолданылады.

Компьютерлік модельдеу компьютердің есептеу және графикалық мүмкіндіктері толық пайдаланылғанда ғана бірқатар артықшылықтарға ие болады, бұл сәйкес бағдарламалық қамтамасыз етудің әртүрлі мүмкіндіктерін жүзеге асыруға мүмкіндік береді.

«1С: Математикалық конструктор» интерактивті ортадағы теңдеудің графикалық шешіміне мысал:

log1/16x = (1/16)x теңдеуінің қанша шешімі бар? Бір қарағанда, сол және оң жақ бөліктердің графиктері у = х түзуінде жатқан бір ғана шешімге ие (1-сурет). Дегенмен, масштабтау және парақты жылжыту құралдарын пайдалану арқылы сіз бір емес, үш түбірге әкелетін екі графиктің күтпеген тоғысқандығын үлкейтіп, таба аласыз!

Күріш. 1. Графикалық теңдеудің шешімі

Бұл жағдайда интуиция алдамшы: егер біз теңдеудің осы графиктерін қолмен салсақ, онда теңдеудің бір түбірі бар екенін көреміз - екі графиктің де түзу сызықпен қиылысында. ж = x(яғни, теңдеудің түбірі (1/16) x = x). Бірақ сандарды ауыстыру арқылы көру және тексеру оңай x= 1/2 және x= 1/4 де түбірлер. Олар қайдан шыққан?
Егер сіз «Математикалық конструкторда» графиктерді құрастырсаңыз, онда бағдарлама олардың қиылысуының үш нүктесін табады (2-сурет), дегенмен осы нүктелерге жақын жерде «қалыпты» масштабта графиктер «бір-біріне жабысады». Құралды пайдалану Масштабты өзгертусуретті үлкейтіп, графиктердің қалай «бір-бірімен байланысқанын» көруге болады.

Күріш. 2. Графикалық теңдеудің шешімі

Осылайша, қарапайым математикалық есептерді шешу сияқты қарапайым графикалық модельдерді құру негізгі информатика курсында қазірдің өзінде орынды. Графикалық модельдерді өздігінен әзірлеу үшін бағдарламалауды білу қажет және бұл жоғарыда аталған пәндерде зерттелетін қиындығы жоғары материалға қатысты. профильдік курсинформатика немесе элективті курстың бөлігі ретінде.

Библиографиялық тізім:

1. Королев, А.Л.Компьютерлік модельдеу / А.Л. Королев. - М: БИНОМ. Білім зертханасы, 2010 - 230 б.
2. Сафонов, В.И. Компьютерлік модельдеу: оқулық. жәрдемақы / В.И.Сафонов. - Мордов. Мемлекет. Пед. in–t. – Саранск, 2009. – 92 б.
3. Тарасевич, Ю.Ю. Математикалық және компьютерлік модельдеу. Кіріспе курс: оқулық. жәрдемақы / Ю.Ю. Тарасевич. - М. : ЛИБРОКОМ, 2013. - 152 б.

Пікірлер:

25.11.2017, 14:51 Феофанов Александр Николаевич
Қарау: Мақала құрылымы нашар, оқырманның кім екені белгісіз. 1 және 2-суреттер арасындағы айырмашылықты көрсетсін. Мен нені елестетуім керек, ал бұл күріштің қайталануы. 1. Түзетуден кейін журналда жариялауға болады. Техника ғылымдарының докторы, проф. Феофанов А.Н.

19.12.2017, 20:53 Феофанов Александр Николаевич
Қарау: Материалға қандай да бір түзетулер енгізілді ме? (сілтемеде ештеңе жоқ) - оқырман кім (мұғалім немесе студент). Мақала кімге арналған? - күріштегі айырмашылық. 1 және 2 - басқа шкала болуы керек. Бірақ бұл орындалмады! Фигуралардағы масштаб өзгеріссіз қалады. 1-ші суретте қиылысу нүктелері көрінбеді, 2-де олар орналастырылды. Бірақ бұл компьютерлік модельдеудің нәтижесі емес. - мақалада қайталаулар бар. Техника ғылымдарының докторы, проф. Феофанов А.Н.

19.12.2017 21:21 Автордың пікіріне жауап Резаева Наталья Сергеевна:
Оқырман негізінен студент, сонымен қатар ішінара мұғалім. Дәл бағдарламаның көмегімен сіз бұл графикті үлкейтіп, осы қиылыстарды көре аласыз, мұның бәрі бағдарламада артады және азаяды, ал суреттерде оны көбейтудің қажеті жоқ.

20.12.2017, 7:31 Феофанов Александр Николаевич
Қарау: Үшбұрыштар немесе шеңберлер (қиылысу, ортақ нүктелер және т.б.) бар мысалды көрсету жақсырақ және түсінікті және мақалада «1С: Математикалық конструктор» бағдарламасының автоматтандырылған масштабтау функционалдығы ашылмаған. Феофанов А.Н.

22.01.2018, 16:16 Бовтрук Наталья Сергеевна
Қарау: мақаланың тақырыбы өте жақсы, бірақ мақалада бағдарламаларға шағын талдау жасалды. Сіздің жағдайыңыздағы бағдарламалардың мәнін көбірек талдау қажет.