Махнев А.А.

Реализация межпредметных связей на учебных занятиях по дисциплине «Компьютерное моделирование»

полный текст материала http://metodikt.ucoz.ru/load/6-1-0-12

Подготовка компетентных специалистов, способных применять знания, умения навыки  из разных  дисциплин для решения конкретной проблемы, является одной из основных  задач подготовки современного специалиста.

Как показывает практика, изучая различные дисциплины, студенты не всегда хорошо усваивают материал, поскольку не видят его практической значимости на данный момент. Для устранения данной проблемы необходимо использовать межпредметные связи в учебном процессе. Рассмотрим реализацию межпредметных  связей на уроках компьютерного моделирования.

Рассмотрим схему, отображающую связь компьютерного моделирования с дисциплинами предметной подготовки специальности «Информатика».

Цель уроков компьютерного моделирования заключается в том, чтобы показать каким образом применяется компьютер для изучения явлений, процессов и объектов окружающего мира. На уроках компьютерного моделирования студенты должны применить полученные ранее знания на других предметах.

Знания каждой из представленных дисциплин применяются на уроках компьютерного моделирования на какой-либо из тем. Раскроем более подробно вклад каждой из дисциплин.

Численные методы – предоставляют аппарат для построения вычислительных моделей. Так, например, при изучении раздела «Моделирование в биологии и экологии» используется формула , позволяющая перейти от математической модели к вычислительной.

Программное обеспечение ЭВМ – применяются умения и навыки работы в программном средстве, где реализуется компьютерная модель. Могут быть использованы такие программы как MS Excel, MS Access, MS Word, MathCAD.

Информационные и коммуникационные технологии в образовании – построение информационных моделей и моделирующих программ на основе изученных программных средств и технологий MS Excel, MS Access, MS Word и использование рассмотренных требований к программным средствам учебного назначения

Методика преподавания информатики – углубление знаний по разделу моделирование и формализация, рассмотрение примеров моделей и мотивации их изучения.

Теория алгоритмов – применение знаний и умений построения алгоритмов для реализации моделей на компьютере, а также рассмотрение моделей параллельных вычислений на примере  клеточных автоматов позволяют закрепить материал и провести аналогию абстрактными машинами Поста и Тьюринга, являющихся моделями последовательных вычислений.

Программирование – применение языков программирования  Pascal и Delphi для создания компьютерных моделей.

Математическая логика – рассмотрение и построение моделей логических элементов, например, полусумматора, сумматора, шифратора, дешифратора.

Представленные на схеме дисциплины являются дисциплинами предметной подготовки  по специальности Информатика. Кроме этого,  имеется связь с такими предметными областями как экономика (рассмотрение и построение оптимизационных моделей), химия (рассмотрение экспертных систем распознавания химических элементов), биология и экология (модели популяций и загрязнения окружающей среды), физика (физические модели), математика (примеры математических моделей).

На практических уроках (на что в основном и рассчитан предмет компьютерное моделирование) студенты выполняют лабораторные работы, используя знания и умения, полученные на других дисциплинах. Лабораторные работы проводятся чаще всего по следующей схеме:

1.           сообщение темы и цели работы;

2.           формулировка постановки задачи;

3.           определение гипотез или законов, в рамках которых рассматривается процесс, явление или объект;

4.           построение математической модели;

5.           построение вычислительной модели;

6.           выбор средства моделирования;

7.           создание компьютерной модели;

8.           исследование модели;

9.           обработка и оформление результатов;

10.      написание отчета и вывода.

Итак, компьютерное моделирование позволяет устанавливать межпредметные связи, закрепить и применить полученные знания на других предметах. Но кроме успешной реализации межпредметных связей можно выделить также следующую проблему: недостаточно высокий уровень знаний в конкретных предметных областях (например, области дифференциальных уравнений) не позволяет рассматривать и строить сложные модели.

       Следует отметить, что использование межпредметных связей в процессе обучения способствует:

1.           формированию системности знаний на основе развития ведущих общенаучных идей и понятий (образовательная функция межпредметных связей);

2.           развитию системного мышления, гибкости и самостоятельности ума, познавательной активности и интересов учащихся (развивающая функция межпредметных связей);

3.           формированию диалектико-материалистических взглядов, политических знаний и умений (воспитывающая функция межпредметных связей);

4.           координации в работе преподавателей различных предметов, их сотрудничеству, выработке единых педагогических требований в коллективе, единой трактовке общенаучных понятий, согласованности в проведении комплексных форм организации учебно-воспитательного процесса (организационная функция межпредметных связей).