Совершенствование методики преподавания моделирования

Неравенство творческих способностей студентов к различным видам учебно-научной деятельности очевидно. Наиболее общей характеристикой и структурной составляющей творческого потенциала человека являются его познавательные потребности. Познавательная мотивация и исследовательская активность выражаются в высокой избирательности студента по отношению к исследуемому новому.

Начиная с середины 90-х годов прошлого столетия, во все сферы нашей жизни, в том числе и в учебный процесс, прочно вошли компьютеры. Действительно, одним из признаков высокообразованного специалиста становится уровень его подготовки к диалогу с современными ПЭВМ. Поэтому вполне естественно стремление студентов к взаимодействию с компьютером. В связи с этим существенно возрастает роль моделирования в обучении.

После изучения курса моделирования студент должен уметь представлять информацию на языке ПЭВМ в соответствии с определенными правилами. Кроме того исследование конкретных моделей с помощью вычислительной техники часто ускоряет процесс решения задач, стоящих перед ними.

Результат любой деятельности в значительной мере зависит от опосредующих ее мыслительных процессов. К сожалению, у студентов, чаще всего, не развиты образные компоненты мышления, которые являются основой для моделирования.

Успешность мышления определяется степенью использования обратных структур и тем, как они взаимодействуют с вербальными элементами. Эта закономерность проявляется при работе с моделями физических объектов (явлений). От того, насколько скоординированы эти элементы в сознании человека, зависит эффективность использования модели в каждой конкретной ситуации.

Модель – это отображение наших знаний или представлений об объекте (явлении) в форме, определяемой целями и средствами этого отображения, а также уровнем наших знаний о предмете.

На первом этапе моделирования выделяются главные, определяющие факторы рассматриваемого объекта без учета остальной информации. Далее идет процесс создания различных ситуаций путем варьирования как внешних, так и внутренних факторов; сопоставление полученных результатов с существовавшими ранее. Теоретическое исследование математических моделей позволяет получить объективную информацию, связанную с конкретными задачами поставленной проблемы и найти оптимальное решение. Возникающие в процессе моделирования противоречия служат своеобразным толчком для коррекции анализируемой ситуации. В этом случае происходит возврат к начальному моменту моделирования, заново выделяются существенные факторы. Цикличность процесса моделирования позволяет расширять и сужать постановку задачи. При этом каждый новый цикл учитывает ранее полученную информацию.

Таким образом, из всего сказанного выше можно сделать вывод, что для составления математической модели студент должен:

• 1)    иметь четкое представление об объекте (явлении) моделирования;

• 2)    принять соответствующие допущения и ограничения при составлении модели;

• 3)    дать математическое описание каждого моделируемого объекта (явления);

• 4)    провести эксперимент;

• 5)    сравнить полученные результаты с существовавшими ранее;

• 6)    изменить (если требуется) структуру и параметры моделируемого объекта (явления) и повторить п. 2-5;

• 7)    сделать выводы по полученным результатам моделирования.

Немаловажное значение в процессе моделирования играет и его техническая сторона. Исследование математических моделей с использованием ПЭВМ позволяет не только научить моделированию, но и расширить представления студентов о функциональных возможностях сложных устройств на базе компьютера.

Помимо этого для многих студентов одной из основных задач является формирование простейших операторных умений. Важно, чтобы они усвоили особенности “языка“, на котором будут общаться с ПЭВМ, привыкли к новому виду взаимодействия. Одновременно с этим можно использовать компьютер в качестве источника определенной информации.

Готовые программные продукты, используемые студентами в процессе моделирования, предусматривают, как правило, основные возможные ситуации, связанные с решением конкретных задач. Однако могут возникать непредвиденные обстоятельства, например, вследствие нечеткого обращения студента с вычислительной техникой. Поэтому готовая программа должна предусматривать возможность активного вмешательства преподавателя в кризисных ситуациях.

Следовательно, на каждом уровне обучения перед студентами должны ставиться различные по сложности и содержанию задачи моделирования. Одни из них требуют творческого подхода, другие связаны с выполнением логических операций по известным алгоритмам. Постановка задачи должна зависеть от степени сформированности умений студентов взаимодействовать с ПЭВМ, а также от функциональных возможностей техники.