Развитие информационной культуры студентов при обучении уравнениям математической физики в условиях информатизации образования

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Проблема и цель. В современных условиях востребованы специалисты разных предметных областей, обладающие информационной культурой и умеющие решать сложные профессиональные задачи с использованием современных информационных и коммуникационных технологий. Сегодня необходимы специалисты в области прикладной математики, которая играет большую роль в развитии человеческой цивилизации. Поэтому в процессе преподавания в вузе различных учебных дисциплин прикладной математики, в том числе дисциплины «Уравнения математической физики», должно уделяться внимание развитию информационной культуры студентов. Методология. При обучении студентов дисциплине «Уравнения математической физики» крайне важно, чтобы преподаватель знал не только содержание обучения этой дисциплине, но и имел практический опыт решения уравнений математической физики компьютерными средствами. Подобные навыки позволят преподавателю успешно проводить учебные занятия в условиях информатизации обучения. Вместе с тем нужно отчетливо понимать, что использование компьютерных технологий при обучении упомянутой дисциплине должно быть корректным. Очевидно, что нужно разрабатывать и реализовывать на практике разнообразные методические подходы, позволяющие развивать у студентов информационную культуру на учебных занятиях по данной дисциплине. Результаты. Использование передовых педагогических технологий на учебных занятиях по дисциплине «Уравнения математической физики», на которых применяются компьютерные технологии, позволит студентам развить информационную культуру. Заключение. Компьютерные технологии, к которым обращаются студенты в процессе решения учебных задач, требуют от них определенных умений и навыков для выявления их широких возможностей. Студенты осознают роль компьютерных технологий в проведении научных прикладных исследований, понимают роль методологии компьютерного моделирования и вычислительного эксперимента при изучении окружающего мира.

Полный текст

Problem statement. The ability of specialists in various subject areas to effectively use modern computer technologies to solve scientific and industrial problems in their professional activities clearly demonstrates the existence of an information culture. The phenomenon of information culture from the positions of theoretical, methodological, pedagogical, psychological, worldview, philosophical approaches, identifying its historical and social conditionality, forming its theoretical foundations and conceptual and terminological apparatus is the subject of research by many scientists. Among them are the works of such authors as A.A. Volgusheva, M.G. Vokhrysheva, I.N. Gaidareva, N.I. Gendina, A.P. Yershov, A.M. Ivanov, N.B. Kirillova, T.S. Koval, O.V. Krasnova, L.I. Kushtanina, E.A. Medvedeva, T.I. Polyakova, B.Ya. Smirnova and other (see, for example, [1-8]). Scientists in their research reveal the multifaceted meaning of the concept of information culture, which expresses the system education and integration of knowledge about the person and the culture of mankind. According to experts, information culture as a structure contains a number of components, including communicative, lexical, intellectual, information technology, ideological, moral and other components. For example, M.G. Vohrysheva believes that information culture is an area of culture and is associated with the functioning of information in society and the formation of information qualities of the individual [2]. T.S. Koval considers information culture as a system education that reflects the integration of knowledge about a person and the culture of mankind [8]. Information culture, according to experts, includes literacy and competence in understanding the ongoing information processes and relationships, as well as creativity in information behavior and social and informational activity. An important element of human information culture, according to experts, is knowledge of information resources and the ability to effectively search, process and store the information received. A role in the development of information culture of students of higher education, which is taught by a discipline of applied mathematics “Equations of mathematical physics”, playing modern computer technology, using which is possible to implement computer simulation in the study of applied problems and a computational experiment to justify the correctness of the investigated problem for equations of mathematical physics (see, e.g., [9-15])[16]. Method of research. Modern information technologies, including various multimedia technologies, computer mathematical packages and tools, and other information technologies are used in teaching the theory and mathematical methods for solving equations of mathematical physics (see, for example, [16; 17]). The use of modern multimedia technologies allows the teacher to use a visual demonstration method of teaching during lectures: on interactive whiteboards, it is possible to quickly demonstrate analytical and approximate solutions of educational mathematical problems, two-dimensional and three-dimensional graphs of their solutions, tables, drawings and fragments of the educational material presented. Conducting practical classes using computer technologies allows students not only to explore various mobile problem statements for mathematical physics equations, but also to develop an information culture. In the course “Equations of mathematical physics”, students are taught to use a variety of computer technologies to find solutions. The use of computer technologies in laboratory classes on mathematical physics equations allows students to avoid certain difficulties in finding their solutions. Students can find both analytical and approximate solutions to problems for equations of mathematical physics as a result of sequential execution of the corresponding commands. The use of computer technologies in teaching the discipline “Equations of mathematical physics” contributes to the formation of students’ skills of applied analysis of the results obtained using computer tools. Results and discussions. Conducting training sessions on the discipline “Equations of mathematical physics”, where students are introduced to the theory and methods of solving equations, it is necessary to implement pedagogical technologies that allow: - integrate both humanities and natural science knowledge, which will allow students to gain deep scientific knowledge and evaluate the humanitarian, scientific and educational potential of applied mathematics; - implement such pedagogical technologies that allow students to develop mathematical creativity, a scientific outlook, acquire professional competencies, skills and abilities for successful research of various mathematical models, followed by analysis of scientific results and logical conclusions about the new scientific information received; - identify the scientific and cognitive potential of teaching the discipline “Equations of mathematical physics”, which clearly demonstrates to students the need and effectiveness of mathematical models in research of the environment; - use computer technologies to teach students to find solutions to mathematical physics equations. The use of such computer technologies in the classroom allows students to develop their information culture. Conclusion. Using computer technologies to find solutions to mathematical physics equations, students gain experience in mobile research of various applied problems, as well as in identifying the capabilities of computer technologies in solving such problems. Students are aware of the role of computer technologies in conducting applied scientific research, understand the role of computer modeling methodology and computational experiment in studying the world around them. The use of multimedia and computer technologies by the teacher in lectures when presenting theoretical material on the discipline “Equations of mathematical physics” allows implementing a visual demonstration method of teaching. Students can watch on interactive whiteboards a demonstration of the stages of research of mathematical models, the theorems of existence, uniqueness and stability of their solutions, and the results of numerical solutions of such problems. The use of computer technologies allows students to independently implement their research and cognitive activities, develop their information culture in laboratory classes.

×

Об авторах

Виктор Семенович Корнилов

Московский городской педагогический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: vs_kornilov@mail.ru

доктор педагогических наук, кандидат физико-математических наук, профессор, профессор департамента информатизации образования

Российская Федерация, 127521, Москва, ул. Шереметьевская, д. 29

Алексей Сергеевич Русинов

Московский городской педагогический университет

Email: aleksey@rusinov.name

аспирант Института цифрового образования

Российская Федерация, 127521, Москва, ул. Шереметьевская, д. 29

Список литературы

  1. Волгушева А.А. Развитие информационной культуры. URL: https://center-yf.ru/data/stat/razvitie-informacionnoy-kultury.php (дата обращения: 15.09.2020).
  2. Вохрышева М.Г. Информационная культура и медиаинформационная культура: динамика развития // Модернизация культуры: от человека традиции к креативному субъекту: материалы V Международной научно-практической конференции (г. Самара, 29–30 мая 2017 г.). Самара: СГИК, 2017. С. 18–23.
  3. Гендина Н.И. Информационная культура как феномен информационного общества и область образовательной деятельности // Культура России, основанная на знаниях: традиции и инновации подготовки кадров в сфере культуры и искусства: коллективная монография / под науч. ред. В.Д. Пономарева, А.В. Шункова. Кемерово: КемГИК, 2019. С. 237–257.
  4. Гайдарева И.Н. Информационная культура личности в условиях трансформации российского общества: социологический аспект: дис. … канд. соц. наук. Майкоп, 2002. 150 с.
  5. Елистратова Н.Н. Информационная культура как критерий информатизации высшего образования в современных условиях реформирования // Современные научные исследования и инновации. 2012. № 7 (15). URL: http://web.snauka.ru/issues/2012/07/15770 (дата обращения: 15.09.2020).
  6. Кириллова Н.Б. Медиакультура: теория, история, практика. М.: Академический проект; Культура, 2008. 496 с.
  7. Краснова О.В. Развитие информационной культуры личности как комплексная профессионально-педагогическая проблема. URL: http://ro.mgou.ru/catalog/category 144/58.html (дата обращения: 15.09. 2020).
  8. Коваль Т.С. Развитие содержания понятия «Информационная культура личности» // Вестник Томского государственного педагогического университета. Серия: Педагогика. 2007. Вып. 7 (70). С. 67–72.
  9. Блехман И.М., Мышкис А.Д., Пановко Я.Г. Прикладная математика: предмет, логика, особенности подходов. М.: КомКнига, 2005. 376 с.
  10. Избранные труды А.Н. Тихонова / отв. ред. А.М. Денисов, В.И. Дмитриев. М.: МАКС Пресс, 2001. 485 с.
  11. Корнилов В.С. Обратные задачи в учебных дисциплинах прикладной математики // Вестник Московского городского педагогического университета. Серия: Информатика и информатизация образования. 2014. № 1 (27). С. 60–68.
  12. Корнилов В.С. Роль учебных курсов информатики в обучении студентов вузов численным методам // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Информатизация образования. 2011. № 3. С. 24–27.
  13. Корнилов В.С. Обучение студентов обратным задачам для дифференциальных уравнений как фактор формирования компетентности в области прикладной математики // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Информатизация образования. 2015. № 1. С. 63–72.
  14. Корнилов В.С. Вузовская подготовка специалистов по прикладной математике – история и современность // Наука и школа. 2006. № 4. С. 10–12.
  15. Левченко И.В., Корнилов В.С., Беликов В.В. Роль информатики в подготовке специалистов по прикладной математике // Вестник Московского городского педагогического университета. Серия: Информатика и информатизация образования. 2009. № 2 (18). С. 108–112.
  16. Беленкова И.В. Методика использования математических пакетов в профессиональной подготовке студентов вуза: дис.. канд. пед. наук. Екатеринбург, 2004. 170 с.
  17. Голоскоков Д.П. Уравнения математической физики. Решение задач в системе Maple: учебник для вузов. СПб: Питер, 2004. 539 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Корнилов В.С., Русинов А.С., 2021

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.