Методические особенности реализации методов математики в обучении программированию

Methodical features of implementing math techniques in programming training

Автор: Попова Татьяна Александровна

ФГБОУ ВО "Мордовский государственный педагогический университет", г. Саранск, Россия.

e-mail: tanyushkaradaeva@gmail.ru

Popova Tatiana Aleksandrovna

Mordovia State Pedagogical University, Saransk, Russia

e-mail: tanyushkaradaeva@gmail.ru 

Аннотация: В статье рассмотрена организация образовательного процесса посредством внедрения технологий конвергентного обучения. Показано сближение методов разных предметных дисциплин и нахождение сходств характерных особенностей На примере сближения методов математики и методов информатики показана конвергенция предметной области «Математика и Информатика».

Abstract: The article discusses the organization of the educational process through the introduction of convergent learning technologies. The convergence of methods of different subject disciplines and the finding of similarities of characteristic features are shown. The convergence of the subject area "Mathematics and Informatics" is shown on the example of the convergence of methods of mathematics and methods of computer science.

Ключевые слова: образовательный процесс, математика, информатика, обучение программированию.

Keywords: educational process, mathematics, computer science, teaching programming.

Тематическая рубрика: Педагогика и образование.

Информатизация общества предъявляет новые требования к системе образования, что подталкивает к поиску качественно новых способов получения и совершенствования знаний, созданию новых эффективных методов. В современном обществе возрастает роль междисциплинарности, происходит сближение предметных областей. Таким образом внедряются процессы конвергенции.

Образовательный стандарт требует организации образовательного процесса, основанного на стыке наук, внедрения технологий конвергентного обучения. Конвергентное обучение – это проект, направленный на формирование такой междисциплинарной образовательной среды, как на уроке, так и во внеурочной деятельности, в которой школьники будут воспринимать мир как единое целое, а не как школьное изучение отдельных дисциплин [1].

Конвергентное образование предоставляет обучающимся новые возможности как в достижении предметных результатов, так и в освоении универсальных учебных действий, в формировании фундаментальных межпредметных понятий. Это деятельностное освоение обучающимися предмета через проектную деятельность и возможность реализации индивидуальных проектов и исследований, которые необходимы, и является неотъемлемой составной частью основной образовательной программы.

Сближение методов разных предметных дисциплин и нахождение сходств характерных особенностей являются объективными процессами в условиях современной жизни.

Характерные особенности компонентов содержания предметной области «Математика и информатика» подталкивают на выявление сходств характерных особенностей методов математики и информатики. Определим конвергенцию методов математики и методов информатики как объективный процесс сближения и возникновения сходства характерных особенностей.

Решение сложные математических задач облегчается, используя новые информационные технологии. Специализированные программные средства позволяют решать математические задачи нетрадиционными способами, с их помощью прикладные задачи, которые ранее не могли рассматриваться в силу сложности математического аппарата, решаются достаточно быстро. К специализированным программным продуктам относятся MathCad, Mathematica, Maxima, MatLAB, Maple, Scilab и др. Возможности систем компьютерной математики позволяют реализовать как методы математики, так и методы информатики.

Анализ содержания школьного курса информатики показывает целесообразность использования методов математики в процессе изучения основ математической логики, математического моделирования, систем счисления, элементов теории вероятностей и математической статистики, теории графов, теории алгоритмов, программирования, элементов теории систем. Также целесообразным представляется использование методов информатики в процессе обучения школьному курсу математики для: формирования умения работать с математическим текстом, представленным на экране компьютера; построения и исследования компьютерных моделей основных математических понятий (число, геометрическая фигура, уравнение, функция, вероятность); развития умений алгебраических преобразований, решений уравнений и неравенств с применением специализированных программных средств; приобретения навыков геометрических построений с применением различных программных продуктов и др. Таких примеров достаточно много.

К основным методам математики можно отнести: численные методы, метод математического моделирования, метод вычислительного эксперимента, методы математической логики, методы математической статистики, функционально–графический метод.

К основным методам информатики можно отнести: метод компьютерного моделирования, логико–алгоритмический метод.

Приведу пример применения на уроке информатики методов математики. При изучении темы «Табличный процессор» для самостоятельного решения можно предложить следующую задачу, в которой осуществляется конвергенция математики и информатики: используя правила действия над векторами, заданные своими координатами, выполнить в MS Excel операции сложения и вычитания векторов, умножения вектора на число, нахождение скалярного произведения. Рассмотреть случай, когда вектора заданы координатами начала и конца. Для решения поставленной задачи нужно применить знания, как из области математики, так и знания технологии работы с табличным процессором. Для успешного выполнения данного задания как сильными, так и слабыми учащимся, на занятиях необходимо организовать работу по повторению действий над векторами в виде решения задач с заданными координатами, после выполнения которых выводится общая формула, которая и используется при реализации решения задачи на компьютере. Таким образом, учащиеся осознают использование математических знаний в информатике и как знания компьютерной технике могут облегчить математические вычисления.

Задачи междисциплинарного характера способствуют развитию у учащихся умений моделировать процессы, представленные в задаче. При реализации междисциплинарных связей математики и информатики у учащихся формируются умения составлять математическую модель того или иного процесса, а умения реализовать их на компьютере говорит о развитие алгоритмических способностей, наличие которых просто необходимо в условиях современного мира.

Обязательным компонентом современного обучения становится проектная и исследовательская деятельность. Для их реализации в школе должны быть созданы такие условия, при которых каждый школьник в ходе выполнения индивидуального проекта познает, что такое конкурентоспособность, междисциплинарность, учится мыслить и применять школьные знания в реальной жизни и в реальных ситуациях. Применение проектного метода обучения является важным условием при реализации междисциплинарных связей математики и информатики. Проектный метод позволяет получить не только прочные знания и умения находить им применения в других дисциплинах, но и особое влияние оказывает на учащихся, в том плане, что они понимают значимость той или иной дисциплины для их дальнейшей деятельности.

Таким образом, применение методов математики при обучении содержательным линиям информатики и методов информатики при обучении школьному курсу математики позволяет реализовать конвергенцию их предметных областей.

Сближение методов разных предметных дисциплин и нахождение сходств характерных особенностей являются объективными процессами в условиях современной жизни. Конвергентная составляющая образовательных программ очень важна для современных школьников, на её основе происходит переориентация образования на междисциплинарную интеграцию, компетентностный, системно–деятельностный, метапредметный, личностно ориентированный подходы.

Конвергенция – это качественно новый уровень успешной социализации подрастающего поколения. Конвергентная составляющая наших образовательных программ очень важна для современных школьников, без неё трудно определиться старшеклассникам в построении своего будущего. На её основе происходит переориентация образования на междисциплинарную интеграцию.

Список литературы:

1. Радаева Т.А. Конвергентное обучение – новый этап современного образования / Т. А. Радаева // Сетевое взаимодействие как условие формирования нового качества профессионального образования : статья в сборнике материалов IV Всероссийской научно-практической конференции / Борисоглебск: 2019 – 235 с.

2. Сафонов В.И. Реализация методов математики и информатики с использованием возможностей специализированных программных продуктов / В. И. Сафонов // Учебный эксперимент в образовании / Саранск: Мордовский государственный педагогический институт имени М.Е. Евсевьева, 2016. – № 3 (79) – С. 19–26.

3. Сафонов В.И. Реализация междисциплинарности в подготовке педагогических кадров / В. И. Сафонов // Актуальные вопросы организации научно-методического обеспечения университетского образования : статья в сборнике трудов Международной научно-практической интернет-конференции / Минск: Белорусский государственный университет, 2017. – С. 120–124.

4. Свечкарев В.П. Конвергентное образование: социальный аспект / В. П. Свечкарев, А. С. Фролова, Я. Я. Рязанова // Инженерный вестник Дона / Северо-Кавказский научный центр высшей школы федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования Южный федеральный университет. – № 1 (40). – Ростов-на-Дону, 2016. – с. 39.