Развитие ИКТ-компетентности у студентов при обучении обратным задачам для дифференциальных уравнений с использованием компьютерных технологий

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Проблема и цель. Большая потребность применения теории обратных задач для дифференциальных уравнений (ОЗ) в исследованиях прикладных задач объясняется возможностью эффективно изучать труднодоступные или недоступные совсем объекты и процессы, выявлять, например, местоположения объектов, определять их форму и т. д. Кроме того, возможно выявить причинно-следственные связи происходящих процессов и явлений (см., например, [5; 6; 8; 11; 14; 17; 19]). Это оказалось доступным во многом благодаря современным компьютерным технологиям, которые позволяют исследовать разнообразные математические модели обратных задач, реализуют современные вычислительные алгоритмы численного решения обратных задач для дифференциальных уравнений, осуществляют трехмерную визуализацию их решений и контроль точности вычислений. Данное обстоятельство объясняет широкое внедрение современных компьютерных технологий в процесс обучения ОЗ студентов высших учебных заведений физико-математических направлений подготовки (см., например, [2; 5; 6; 8; 10-14; 17; 19; 20]). В процессе преподавания ставятся цели, направленные на то, чтобы студенты сформировали систему фундаментальных знаний в области теории и практики обратных задач, прикладной и вычислительной математики, приобрели умения и навыки выбирать и применять компьютерные технологии для поиска решений обратных задач, развили свою ИКТ-компетентность. Методология. Развитие ИКТ-компетентности у студентов вузов физико-математических направлений подготовки в результате обучения ОЗ обеспечивается тем, насколько успешно будут реализованы на практике условия, среди которых: 1) привлечение специалистов в области обратных задач для дифференциальных уравнений, имеющих опыт применения компьютерных технологий при исследовании обратных задач; 2) проведение лекционных и практических занятий с использованием мультимедийных и компьютерных технологий; 3) реализация дидактических принципов обучения обратным задачам для дифференциальных уравнений с использованием компьютерных технологий; 4) привлечение студентов к выполнению семестровых заданий, курсовых и выпускных квалификационных работ по обратным задачам для дифференциальных уравнений с использованием компьютерных технологий. Результаты. На практических занятиях студенты приобретают умения и навыки применять современные компьютерные технологии при исследовании ОЗ, а также опыт анализа новой информации об исследуемых физических процессах и явлениях с использованием компьютерных технологий. Студенты формируют знания о роли компьютерных технологий в мобильном исследовании математических моделей ОЗ, демонстрируя ИКТ-компетентность. Заключение. Развитая в процессе обучения ОЗ с использованием компьютерных технологий ИКТ-компетентность позволит студентам в своей будущей профессиональной деятельности эффективно применять разнообразные компьютерные технологии при исследовании математических моделей обратных задач.

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 кафедры информатизации образования

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

Список литературы

  1. Беленкова И.В. Методика использования математических пакетов в профессиональной подготовке студентов вуза: дис.. канд. пед. наук. Екатеринбург, 2004. 170 с.
  2. Бидайбеков Е.Ы., Корнилов В.С., Камалова Г.Б. Обучение будущих учителей математики и информатики обратным задачам для дифференциальных уравнений // Вестник Московского городского педагогического университета. Серия: Информатика и информатизация образования. 2014. № 3 (29). С. 57–69.
  3. Бужинская Н.В. Методика оценки уровня ИКТ-компетентности студентов педагогических вузов // Вестник Брянского государственного университета. 2016. № 1 (27). С. 319–324.
  4. Бороненко Т.А., Федотова В.С. Формирование ИКТ-компетентности научно-педагогических кадров в трехуровневой системе высшего образования // Образование и наука. 2016. № 1. С. 95–106.
  5. Ватульян А.О., Беляк О.А., Сухов Д.Ю., Явруян О.В. Обратные и некорректные задачи: учебное пособие. Ростов н/Д: Изд-во Южного федерального университета, 2011. 232 с.
  6. Денисов А.М. Введение в теорию обратных задач: учебное пособие. М.: Изд-во Московского университета, 1994. 207 с.
  7. Ефимова Т.Н. Формирование информационно-коммуникативной компетентности как необходимое условие эффективности профессиональной деятельности будущего специалиста. URL: http://migha.ru/formirovanie-informacionno-kommunikativnojkompetentnosti.html (дата обращения: 31.07.2019).
  8. Кабанихин С.И. Обратные и некорректные задачи: учебник для студентов вузов. Новосибирск: Сибирское научное издательство, 2009. 458 c.
  9. Киселева Т.Г., Карцева С.С. Модель формирования ИКТ-компетенции у студентов педагогических специальностей // За качественное образование: материалы III Всероссийского форума (с международным участием). Саратов: СГМУ, 2018. URL: http://filling-form.ru/other/121775/index.html?page=25 (дата обращения: 31.07.2019).
  10. Корнилов В.С. Реализация дидактических принципов обучения при использовании образовательных электронных ресурсов в курсе «Обратные задачи для дифференциальных уравнений» // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Информатизация образования. 2006. № 1 (3). С. 40–44.
  11. Корнилов В.С. Обратные задачи в содержании обучения прикладной математике // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Информатизация образования. 2014. № 2. С. 109–118.
  12. 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.
  13. Корнилов В.С. Реализация научно-образовательного потенциала обучения студентов вузов обратным задачам для дифференциальных уравнений // Казанский педагогический журнал. 2016. № 6. С. 55–59.
  14. Корнилов В.С. Теория и методика обучения обратным задачам для дифференциальных уравнений: монография. М.: ОнтоПринт, 2017. 500 с.
  15. Корнилов В.С., Карымсакова А.Ж. Информатизация обучения будущих учителей математики линейной алгебре как фактор развития ИКТ-компетентности // Вестник Московского городского педагогического университета. Серия: Информатика и информатизация образования. 2019. № 3 (49). С. 69–79.
  16. Нестерова И.А. ИКТ-компетентность. URL: http://odiplom.ru/lab/ikt-kompetentnost. html (дата обращения: 31.07.2019).
  17. Романов В.Г. Обратные задачи для дифференциальных уравнений: спецкурс для студентов НГУ. Новосибирск: НГУ, 1973. 252 с.
  18. Сабитова Н.Г. Формирование информационно-коммуникационных компетенций студентов бакалавриата средствами электронных образовательных технологий: дис. … канд. пед. наук. Ижевск, 2012. 200 с.
  19. Юрко В.А. Введение в теорию обратных спектральных задач: учебное пособие. М.: Физматлит, 2007. 384 c.
  20. Bidaibekov Y.Y., Kornilov V.S., Kamalova G.B., Akimzhan N.Sh. Fundamentalization of knowledge system on applied mathematics in teaching students of inverse problems for differential equations // AIP Conference Proceedings (Antalya, Turkey, November 5–7, 2015). 2015. Vol. 1676. No. 1. https://doi.org/10.1063/1.4930470

© Корнилов В.С., 2019

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

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах