Компьютерное моделирование при обучении студентов естественным дисциплинам

4. Заключение

В данной статье рассмотрены отдельные аспекты подготовки будущих инженеров в педагогическом вузе: информационное обеспечение учебного процесса, проектирование веб-портфолио студентов, а также преподавание ряда дисциплин, объединенных общим подходом к отбору содержания и организации процесса обучения. Анализируя различные аспекты подготовки студентов, мы пришли к выводу, который, как представляется, может стать одной из основ упомянутой выше целостной концепции подготовки инженеров. Этот вывод заключается в том, что методологической основой концепции должен стать педагогический дизайн, а технологической основой должны стать веб-технологии, рассматриваемые с позиций системного подхода. Средством интеграции образовательных результатов выступает веб-портфолио, а в качестве учебно-методического обеспечения рассмотренных выше дисциплин при обучении студентов РГПУ им. А.И. Герцена используется разработанный автором статьи учебный вебсайт, реализующий полномасштабную дистанционную поддержку процесса обучения дисциплинам и находящийся по адресу: http://design.gossoudarev.com.

Уточнению предполагаемой целостной концепции подготовки студентов-будущих инженеров в педагогическом вузе, модели профессиональной компетентности будущих инженеров и детальному рассмотрению ее компонентов автор предполагает посвятить дальнейшие исследования и публикации.

Литература

1. Государев И.Б. Изучение веб-дизайна в

педагогическом вузе // Наука и Школа. - 2003. - №1.

2. Государев И.Б. Педагогический дизайн учебных веб-сайтов при подготовке будущих учителей информатики к проектированию профильных курсов веб-технологий // Педагогический дизайн. Материалы научно-практической конференции. - СПб., 2004.

3. Государев И. Б. Подготовка будущих учителей информатики к проектированию профильных курсов веб-технологий: автореферат дисс. ...к.п.н.. - СПб., 2004

4. Государев И.Б. Разметка математических текстов на образовательных веб-сайтах // Наука и школа. - 2004, №3.

5. Григорьев С.Г., Гриншкун В.В. Мультимедиа в образовании. - М., 2002.

6. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования: Учеб. пос. для студ. пед. вузов и системы повыш. квалиф. пед. кадров / Полат Е.С., Бухаркина М.Ю., Моисеева М.В., Петров А.Е.; под ред. Полат Е.С. - М., 2001.

7. Смолянинова О.Г. Развитие методической системы формирования информационной и коммуникативной компетентности будущего учителя на основе мультимедиа-технологий : Дис. ...д.п.н. - СПб, 2002.

8. Chappell D., Schermerhorn J.Jr., Using Electronic Student Portfolios in Management Education, Journal of Management Education, 23 (1999), 651.

9. Kimball M.. The Web Portfolio Guide: Qeating Electronic Portfolios for the Web. Texas Tech University, Longman, 2002.

10. http://design.gossoudarev.com.

11. http://www.woiford.edu/studentPortfolio/whatIsPortfol io.asp.

12. http://www.stolaf.edu/depts/cis/web_portfolios.htm.

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРИ ОБУЧЕНИИ СТУДЕНТОВ ЕСТЕСТВЕННЫМ

ДИСЦИПЛИНАМ

С.А. Жданов, В.Л. Матросов, Ю.С. Мардашев, Московский педагогический государственный

В отличие от традиционных технических средств обучения компьютерное моделирование сочетает визуальные и численно-экспериментальные методики. Известно [1], что визуальные паттерны непосредственно связанны с процессами восприятия. Визуализация объектов, например, пространственных распределений

электростатического или спинового зарядов предполагает картинку. Проблема заключается в том, насколько картинка способствует пониманию главных особенностей объекта. Известно, что изображение на сетчатке глаз содержит так называемое ретинальное изображение, которое должно позволить дать одну или несколько возможных интерпретаций. Выбор интерпретации содержит решение. Как следует из работы [1], однозначный выбор может быть сделан только в том случае, если используется блок сведений, накопленных в прошлом. Однако для того, чтобы перцептивное и интеллектуальное знание об объекте совпали, необходимо действие. В рассматриваемом случае под действием понимается математическое моделирование. Известно, что для построения математической модели необходимо иметь в своем распоряжении ряд формул, которые характеризуют отдельные свойства реального объекта.

Отражение этих свойств выдается на дисплее в виде плоских картин. Однако известно, что любой двумерный паттерн (плоская проекция электронного облака) может отвечать нескольким трехмерным формам. Именно поэтому

университет

в современной квантовой химии для более глубокого восприятия объекта используются проекции в разных направлениях трехмерного пространства. Для химии это существенно, ибо электронные распределения не поддаются непосредственному чувственному восприятию. Глубина квантовой картинки всегда неоднозначна в соответствии с принципом Гейзенберга, поэтому приходится использовать набор проекций.

Если исследуется новый, уникальный объект, то интерпретация предполагает логический выбор из набора сенсорных данных. Селективный отбор основан на решении абстрактных проблемных задач. Нет оснований считать, что логические действия являются исключительно человеческой способностью, предполагающей участие сознания [1].

Лауреат Нобелевской премии Ричард Фейнман специально занимался компьютерным моделированием, чтобы глубоко понять квантовые явления в электродинамике [2, 3].

Для неформального восприятия сложных тем студентам весьма полезно поработать на компьютере с математической моделью. При этом учащийся совершает ряд действий, аналогичных обычному визуальному знакомству с объектом, когда мы слегка наклоняем голову или вращаем объект наблюдения. При моделировании в полной мере проявляется возможность развития самостоятельности и любопытства, столь необходимых для

неформального, т.е. более глубокого понимания сложностей реального мира.

Физические теории конца XIX века целиком базировались на восприятии знакомых объектов, например, столкновение атомов моделировалось столкновением бильярдных шаров. Развитие квантовой механики и астрономии заставило физиков пересмотреть ряд перцептивных моделей. Современному физику трудно «прощупывать» свой предмет на базе чисто перцептивных представлений, поэтому машинное математическое моделирование играет существенную роль в современной физике и химии [4-29].

Преподавателям вузов следует изживать стереотип, что традиционный способ обучения с помощью «мела и доски» более удобен и достаточно нагляден. Однако при этом упускается, что шаблон мышления преподавателя при конструировании нейронного описания переносится на студента, который в этом случае будет формально знать, как интерпретировать, но будет плохо понимать, почему именно эта интерпретация является лучшей. Такие знания не могут считаться прочными.

Можно привести аналогию балалайки и рояля. Гениальный, как Паганини, балалаечник, разумеется, сможет отобразить музыкально почти любой фрагмент произведения, но диапазон отображений на рояле шире, и средний пианист может больше сказать слушателям, чем средний исполнитель на балалайке.

Преподавателям естественных дисциплин следует продумать методику введения математического моделирования в процесс обучения. Наиболее удобным на первом этапе можно полагать совместные разработки с преподавателями математических кафедр нашего университета.

В конце работы дан обширный список публикаций по обсуждаемой проблеме. Он пригоден для использования его студентами при написании курсовых и дипломных работ.

Литература

1. Грегори В.Л., Разумный глаз, М., УРСС, 2003, 240 с.

2. Feunman R., International Jour of Theor. Phys., v 21, n 6/7, 1982, 467 pg.

3. Feynman R., Found. Phys., v 16, 1986, 507 pg.

4. Гулд Х., Тобочник Я., Компьютерное моделирование в физике, в 2-х томах. - М.: Мир, 1990.

5. Дунин С.М., Научные труды МИГУ, сер. ест. науки,

2003, с 174.

6. Матросов В.Л., Горелик В.А., Жданов С.А., Кулясов С.М. /Научн. труды МИГУ, сер. естест. науки, 2004, с. 83.

7. Жданов С.А., Матросов В.Л., Шари В.И., Лапчик М.И. /Научн. труды МИГУ, сер. естест. науки, 2004, с 56.

8. Гаджиев Т.С., Матросов В.Л. /Научн. труды МИГУ, сер. естест. науки, 1995, с. 182.

9. Мухидинов М.Г., Шадрин Г.А., Кузнецов Э.И., Матросов В.Л., см. [8], с. 184.

10.Абдуразаков М.М., Матросов В.Л. /Научн. труды МИГУ, сер. естест. науки, 2001, с. 80.

11. Королев М.Ю., Королева Л.В., см. [10], с. 138

12.Умарова Л.Х., ., Научн. труды МИГУ, сер. естест. науки, см [6], с. 140.

13.Умарова Л.Х., ., Научн. труды МИГУ, сер. естест. науки, 2005, с. 238.

14.Крысенков С.А., Мардашев Ю.С., Шадрин Г.А., см. [13], с. 258.

15.Жданов С.А., Бугайко Е.В., см. [13], с.66.

16.Одинцова Н.И., Демин Е.В., Королева Л.В., см. [13], с. 296.

17.Мардашев Ю.С., Серебров Е.Л., см. [13], с. 339.

18.Меркулов С.В., см. [13], с. 608.

19.Жданов С.А., Бугайко Е.В. /Научн. труды МИГУ, сер. естест. науки, 2006, с.76.

20.Бабурова О.В., Королев В.Ф., см. [19], с. 220.

21.Якушева Е.А., Горичев И.Г., Атанасян Т.К., см. [19], с. 394.

22.Крысенков С.А. Кругликова О.А., Мардашев Ю.С., Шадрин Г,А., Шляхова М.А., см. [19], с. 252.

23.Ефремова Д.Д., Актуальные проблемы математики, физики, информатики и методы их преподавания, Юбилейный сборник 130 лет Московский Иедагогический Государственный Университет, М., 2003, с. 152.

24. Коновалова Ю.А., см [23], с. 164.

25.Магомедов Р.М., см. [23], с 170.

26.Матросова Л.Н., Матросова В.Л., Абдуразаков М.М., см. [23], с.179.

27.Хатаева Р.С., Жданов С.А., Мельников Х.А., см. [23], с. 214.

28.Матросов В.Л., Матросова Л.Н., Жданов С.А., Шари В.И., см. [23], с. 176.

29.Матросов В.Л., Иванова Е.А., Жданов С.А., см. [23], с.69.

ИНТЕГРАЦИЯ ПРЕДМЕТНОЙ И ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ ВУЗОВ НА

ОСНОВЕ МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫХ ЗАДАНИЙ

Г.Н. Некрасова, д.п.н., доцент Вятского государственного гуманитарного университета Н.Л. Клишева, аспирант Вятского государственного гуманитарного университета

В рамках исследования по теме «Реализация междисциплинарных связей средствами информационных технологий в процессе подготовки будущих учителей технологии», была рассмотрена проблема использования междисциплинарных заданий (МДЗ) в процессе предметно-методической подготовки учителя. Основная цель использования нами МДЗ - это установление тесной связи в преподавании нескольких дисциплин и активизация познавательной деятельности студентов с использованием средств информационных технологий в сочетании с овладением ими предметными знаниями и умениями.

В ходе исследовательской и опытно-экспериментальной работы нами были применены различные по сложности

выполнения МДЗ. Ири этом обучение студентов с их использованием осуществлялось как в процессе изучения курса «Информационные технологии», так и при изучении курса «Методика преподавания технологии в школе», а также в рамках изучения других дисциплин предметной подготовки учителя технологии («Материаловедение», «Художественная обработка материалов» и др.). Ири этом мы расценивали задания как средство интеграции информационных знаний и умений с профессиональными, и не ограничивались компьютерной поддержкой учебного процесса.

В зависимости от расстановки образовательных акцентов мы различаем МДЗ, применяемые в ходе изучения студентами дисциплин информационной подготовки с