Решение задач на тему: Матемитические основы моделирование объектов

Введение

Современный период развития цивилизованного общества характеризует процесс информатизации, то есть переход от индустриального к информационному обществу. Информатизация общества - это глобальный социальный процесс, особенность которого состоит в том, что доминирующим видом деятельности в сфере общественного производства является сбор, накопление, продуцирование, обработка, хранение, передача и использование информации, осуществляемые на основе современных средств микропроцессорной и вычислительной техники, а также на базе разнообразных средств информационного обмена.

Одним из приоритетных направлений процесса информатизации современного общества является информатизация образования - внедрение средств новых информационных технологий в систему образования. Быстрый прогресс в области информационных технологий позволяет использовать персональные компьютеры в качестве эффективного средства обучения.

В этой связи важнейшей задачей высшего педагогического образования является подготовка учителей информационно грамотных, владеющих основами современных информационных технологий переработки информации, знающих современное состояние уровня и направлений развития вычислительной техники и программных средств, умеющих использовать компьютер и программные средства учебного назначения для решения своих профессиональных задач.

Компьютер может стать мощным учебным средством в руках преподавателя при целесообразном и методически обоснованном его применении, при этом необходимо учитывать особенности реального процесса обучения.

Описание целей обучения, процесса достижения целей, совокупности форм, методов, способов, приемов обучения, то есть создание методик и педагогических технологий, становится одной из актуальных задач современной практической педагогики.

Кроме того, согласно Государственному образовательному стандарту к профессионально значимым умениям и навыкам учителей информатики относится программирование. В этой связи стремительное развитие информационных технологий актуализирует для будущих учителей проблему изучения новых современных сред визуального программирования. Изучить особенности различных сред программирования, сравнить их возможности, сформировать целостное восприятие, позволяющее увидеть место и роль языка программирования, а также приобрести и закрепить навыки математического моделирования в рамках базового курса "компьютерное моделирование".

Таким образом, актуальность проблемы, обусловили выбор темы данной дипломной работы.

Объектом исследования является процесс обучения.

Предметом исследования данной дипломной работы являются методические особенности процесса обучения.

Цель дипломной работы заключается в рассмотрении методических особенностей изучения курса "сатематическое моделирование 3D объектов" с использованием электронного учебника.

Цель работа обусловила решение следующих задач:

- изучить и проанализировать педагогическую литературу по теме дипломной работы;

- изучить сущность и структуру педагогической технологии;

- проанализировать особенности процесса обучения с использованием компьютеров;

- обобщить требования к электронному учебнику как важнейшему компоненту педагогической технологии;

- разработать электронный учебник для изучения математических основ трехмерной графики.

Для решения поставленных задач использовались следующие методы и приемы: методы системного и логического анализа и метод обобщения опыта; теоретический обзор и анализ литературных источников; интерпретационные методы (структурный, функциональный, комплексный).

Практическая значимость данной дипломной работы заключается в возможности использования разработанного электронного учебника "Математические основы моделирования 3D объектов" в рамках базового курса "компьютерное моделирование" для студентов гуманитарных специальностей в области информатики и информационных технологий.

Цели и задачи дипломной работы определили ее структуру. Дипломная работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы. Во введении обосновывается выбор темы, устанавливается ее актуальность, формулируются цели, задачи и методы исследования и определяется практическая значимость. В первой главе раскрывается сущность понятия модели, приводится классификация моделей и способов моделирования, определяется роль компьютерного моделирования в жизни общества. Во второй главе раскрывается роль компьютерного моделирования в процессе обучения. В третьей главе обобщаются принципы построения электронных учебников, описывается технология частнопредметного уровня разработанная для студентов гуманитарных специальностей и приводится методика проведения занятия с использованием электронного учебника "Математические основы моделирования 3D объектов". В заключении подводятся итоги проделанной работы, даются рекомендации и намечаются перспективы дальнейшей работы по совершенствованию электронного учебника.

Общий объём дипломной работы составляет 70 страницы, библиографический список включает 61 источник. Работа содержит 7 рисунков и 5 схем.

Глава 1

Оглавление

- Введение...3

- Компьютерное моделирование в базовом курсе информатики

- Методологические основы моделирования

- Цели и задачи компьютерного моделирования

- 3. Теоретические аспекты математических основ моделирования, математическое моделирование, как научная методология решения проблемы.......18Глава 2 . Роль компьютерного моделирования в процессе обучения.....25

- Общая классификация моделей

- Разновидности материальных моделей, информационные модели

- Методические рекомендации курса Математические основы моделирования 3D объектов базового курса компьютерное моделирование для студентов педагогических ВУЗов специальности преподаватель информатики

- Принципы построения электронного учебника

- Структура электронного учебника Математические основы компьютерного моделирования 3D объектов

- Методика проведения занятий с использованием электронного учебника

- Заключение.....63

- Библиография.65

Заключение

В настоящее время в педагогику прочно вошло и утвердилось понятие педагогической технологии, которая функционирует и в качестве науки, исследующей особенности и наиболее рациональные пути обучения, и в качестве реального процесса обучения. В педагогической теории определен многоаспектный характер педагогической технологии, выделены ее уровни, определены компоненты, выработаны критерии, установлены источники влияния и развития. На практике происходит взаимопроникновение технологий и методик: часто различные методики входят в состав технологий, а иногда, наоборот, те или иные технологии - в состав методик обучения. Не существует таких технологий, которые использовали бы только один какой-либо единственный принцип, метод или фактор - педагогическая технология всегда комплексна, а акцентируясь на той или иной стороне процесса обучения, становится характерной и получает свое название.

Таким образом, любая современная педагогическая технология представляет собой синтез достижений педагогической науки и практики, сочетание традиционных элементов прошлого опыта и того, что рождено общественным прогрессом, гуманизацией и демократизацией общества.

В последнее десятилетие в связи с широким внедрением компьютеров в учебный процесс идеи и принципы программированного и блочно-модульного обучения подтолкнули к изучению особенностей процесса обучения с использованием компьютеров. Это привело к созданию компьютерных технологий обучения, которые открывают совершенно новые, еще до конца не исследованные технологические варианты обучения, связанные с уникальными возможностями современных компьютеров.

В современном процессе обучения компьютер - это не только объект, но еще и средство обучения. Сегодня с помощью компьютера можно изучать: иностранные языки, историю, географию, литературу и любую другую науку. Важную роль в процессуальной части компьютерной технологии, определении содержания обучения и реализации их единства играет электронный учебник, являющийся важнейшим дидактическим средством. Можно утверждать, что обучение с помощью компьютерных обучающих программ может являться эффективным способом обучения при целесообразном и методически обоснованном их применении.

Многообразие методик и технологий, применяемых в процессе обучения, ставит проблему создания таких электронных учебных программ, которые бы удовлетворяли целям конкретного курса, предмета, учебной дисциплины в рамках государственного образовательного стандарта.

Данная дипломная работа была посвящена изучению особенностей процесса обучения с использованием компьютера, принципов построения электронного учебника как важнейшего компонента педагогической технологии, а также методики его применения в рамках курса "Основы математического моделирования 3D объектов". Практическая значимость дипломной работы заключается в создании электронного учебника "Основы математического моделирования 3D объектов", который может быть использован при изучении основ работы в среде 3DsMax 5..

Дальнейшие перспективы исследования мы видим в дополнении содержания учебника новыми темами, обновлении теоретического материала по мере обновлений версий 3DsMax 5, использовании мультимедийных средств для усиления дидактического влияния на процесс усвоения, усовершенствовании системы контроля.

Список литературы

1. Амосов Н.М. "Моделирование мышления и психики" М.: Наука, 1965

2. Бальцук Н.Б., Буняев М.М., Матросов В.Л. Некоторые возможности использования электронно-вычислительной техники в учебном процессе М.: Прометей, 1989, - 135 с.

3. Батаршев А.В. Преемственность в дидактических приемах обучения. Сов. Педагогика №4, 1987,с42.

4. Батороев К.Б. "Кибернетика и метод аналогий" М.: Высшая школа, 1974 год

5. Беспалько В.П. Педагогика и прогрессивные технологии обучения. -М.: Высш. Шк.,1995,261с.

6. Беспалько В.П. Слагаемые педагогической технологии. - М.: Педагогика, 1989, 278с.

7. Бир С. "Кибернетика и управление производством" М.: Наука, 1965

8. Борк А "История" новых технологий в образовании / Российский открытый университет - М.: 1990, с.62-65.

9. Брановский Ю.С. Введение в педагогическую информатику. - Ставрополь: СГПУ, 1995.

10. Веденов А.А. "Моделирование элементов мышления" М.: Наука, 1988

11. Девдориани А.С., Грейсух В.С. "Поль кибернетических методов в изучении преобразований природных комплексов" М.: Известия

13. Гальперин П.К. К теории программированного обучения. - М.: Народное образование, 1967, 237с.

14. Даль В. Толковый словарь - М.: Терра, 1994, т.4, 683с.

15. Евреинов Э.В., Каймин В.А. Информатика и дистанционное образование. М.: "ВАК", 1998. - 88 с.

16. Егоров А.Ф. Основные направления информатизации университета. /Информационные технологии в учебном процессе университета. Сборник научных трудов. РХТУ им. Д.И. Менделеева. М.: 2000, с.5.

17. Егоров А.Ф., Капустин Ю.И., Щербаков. Некоторые аспекты создания электронного учебника. Электронные учебники и учебно-методические разработки в открытом образовании. //Тезисы доклада семинара (7.09.2000 года, г. Москва) -М.: Изд. МЭСИ, 2000. С.73-75.

18. Инструментальные средства для конструирования программных средств учебного назначения: (Обзор) / Институт проблем информатики АН CCCP; (Отв. ред.: Г.Л. Кулешова). - М., 1990.

19. Интегрированный курс "Математическое моделирование" в подготовке учителя математики и информатики // Подготовка преподавателя математики и информатики для высшей и средней школы: Тез. докл. межд. конф. - Москва: МПГУ, 24-26 мая 1994г. Ч. 2. С.78-80. (В соавт.)

20. Интеллектуализация ЭВМ / (Е.С. Кузин, А.И. Ройтман, И.Б. Фоминых, Г.К. Хахалин). - М.: Высшая школа, 1989.

21. Информационная технология: Вопросы развития и применения. - Киев: Наук. думка, 1988.

22. Использование возможностей Internet для апробации учебно-методических материалов по курсу "Математическое моделирование" для педагогических вузов // Региональные проблемы информатизации образования (РЕГИНФОРМ-99): Тез. докл. Всероссийской научно-практ. конф. - Пермь, 1999. 4.1. С.112-113. (В соавт.)

23. Коджаспирова Г.М. Коджаспиров А.Ю. Педагогический словарь. -М.: Академия, 2000, 176с.

24. Концепция информатизации образования // Информатика и образование. - 1990. - № 1.

25. Концепция использования новых информационных технологий в организационно-методическом обеспечении учебного заведения / Российский Центр информатизации образования - М., 1992.

26. Кочергин А.Н. "Моделирование мышления" М.: Наука, 1969

27. Кузнецов А.А. Сергеева Т.А. Компьютерная программа и дидактика // Информатика и образование. - 1986. - N 2.

28. Куприенко В.Д., Мещерин И.В. Педагогические программные средства: Методические рекомендации для разработчиков ППС. / Омский ГПИ им. А.М. Горького. - Омск, 1991.

29. Курс "Математическое моделирование" как продолжение базового курса "Основы информатики и вычислительной техники" в средней школе // Информатика и информационные технологии в педагогическом образовании. Выпуск 2. - Омск: РЦ НИ-ТО, 1996. - С29-34. (В соавт.)

30. Курс "Математическое моделирование" // Информатика и образование. - 1996. №4. С.17-23. (В соавт.)

31. Ларичев О.И, Мечитов А.И, Мошкович Е.М, Фуремс Е.М. Выявление экспертных знаний. - М.: Наука, 1989, 186с.

32. Леонтьев В.П. Новейшая энциклопедия Персонального компьютера 2002. - М.: "ОЛМА-ПРЕСС", 2002,920с.

33. Литвиненко Т.В. VISUAL BASIC. - М.: "Горячая линия - Телеком",2001, 140с.

34. Лихачев Б.Т. Педагогика. - М.: Высш. Шк., 1992, 351с.

35. Мархель И.И., Овакимян Ю.О. Комплексный подход к использованию технических средств обучения: Учеб.-метод. пособие. - М.: Высш. шк., 1987. - 175 с.

36. Материалы IV Международной конференции "Применение новых компьютерных технологий в образовании" (Троицк, 24 - 26 июня 1993 г.) / - Троицк, 1993.

37. Математическое моделирование: Пособие для учителя. -Пермь: Перм. гос. пед. ун-т, 1995. - 259 с. (В соавт.)

38. Математическое моделирование в школе // Информатизация образования - 93: Тез. докл. научно-практ. конф. - Екатеринбург: Изд-во "Уральского ГПУ, 1993. С.12-13. (В соавт.)

39. Математическое моделирование в школьном образовании // Применение новых компьютерных технологий в образовании: Тез. докл. IV межд. конф. Троицк, 24-26 июня 1993 г. - С.207-208. (В соавт.)

40. Машбиц Е.И. Психолого-педагогические проблемы компьютеризации обучения: (Педагогическая наука - реформе школы). - М.: Педагогика,1988. - 192 с.

41. Методические рекомендации по проектированию обучающих программ / Институт психологии Министерства просвещения УССР; - Киев, 1986.

42. Методические рекомендации по созданию и использованию педагогических программных средств: (Сб. ст.) / НИИ средств обучения АПН CCCP - М., 1991.

43. Мирская А, Сергеева Т. Обучающие программы оценивает практика // Информатика и образование. 1987. - 68с.

44. Михай Н.Г., Граневский В.В. "Методологические и мировоззренческие проблемы естественнонаучного знания" Кишинев: Шнитица, 1987

45. Моделирование динамических процессов без использования дифференциальных уравнений // III научно-методическая конференция "Рождественские чтения" из цикла "Информатика в школе": Тез. докл. Пермь: ПГУ, 1999. - С.53-55. (Ь соавт.)

46. Монахов В.М. Технологические основы проектирования и конструирования учебного процесса. - Волгоград: ВТГИ, 1995г, 96с.

47. Некоторые вопросы современной подготовки учителя математики в связи с компьютеризацией // Педагогическая информатика. - 1993 - №1. - С.37-43. (В соавт.)

48. Нильсон Н. Принципы искусственного интеллекта: Пер. с англ. - М.: Радио и связь, 1985, 215с.

49. Основы компьютерной грамотности Е.И. Машбиц, Л.П. Бабенко, Л.В. Верник и др.; Под редакцией А.А. Стогния и др., Киев, Выща школа, Головное издательство, 1988. - 215 с.

50. Открытое образование - стратегия ХХ1 века для России./ Под ред. Филиппова В.М. и Тихомирова В.П. - М.: Изд. МЭСИ, 2000. -356 с.

51. Преподавание курса "Математическое моделирование" в средней школе // Математическое моделирование систем и явлений: Тез. докл. Межрегиональной научно-техн. конф. - Пермь: ПГТУ, 1993. - С.1Г.8-139. (В соавт.)

52. Проблемы преподавания цикла "Моделирование" при подготовке учителя математики и информатики, бакалавра естествознания // Региональные проблемы информатизации образования (РЕГИНФОРМ-99): Тез. докл. Всероссийской научно-практ. конф. - Пермь, 1999. 4.2. С. 193-194.

53. "Проблемы методологии социального познания" Л.: ЛГУ, 1985

54. Российская педагогическая энциклопедия. Глав. ред.Горкин А.П. - М.:Научное изд-во "Большая Российская энциклопедия", 1999, т.2, 673с.

55. Рубцов В.В., Мульдаров В.К., Нежнов П.Г. Логико-психологические основы использования компьютера в процессе формирования учебной деятельности/Вопросы психологии №6,1986, С.32-39.

56. Свириденко С.С. Современные информационные технологии. - М.: Радио и связь, 1989, 197с.

57. Селевко Г.К. Современные педагогические технологии. - М.: Народное образование, 1998, 256с.

58. Симонов В.П. Педагогический менеджмент: 50 НОУ-ХАУ в области управления образовательным процессом. Учебное пособие. М.: Высш. шк., 1997, 264 с.

59. Словарь педагогических терминов, под ред. Пакаева В.В. -Пятигорск: ПГЛУ, 1996, 51с.

60. Словарь по кибернетике / Под редакцией В.С. Михалевича. - Киев, 1989, 342с.

61. Соломатин Н.М. Информационные семантические системы. - М.: Высшая школа, 1989, 283с.

62. Терминологический словарь по основам информатики и вычислительной техники / А.П. Ершов, Н.М. Шанский, А.П. Окунева, Н.В. Баско. - М.: Просвещение, 1991.

63. Технология сертификации программных средств учебного назначения (ПС УН) / Рос. центр информатизации образования (РОСЦИО) / Под редакцией А.И. Галкина, В.К. Мороз. - М., 1993.

64. Третьяков П.И., Семеновский И.Б. Технологии модульного обучения в школе. М.: Новая школа, 1997, 138с.

65. Уваров А.IО. Компьютерная коммуникация в учебном процессе // Педагогическая информатика. - 1993, - № 1.

66. Управление современным образованием. Социальные и экономические аспекты./ Под ред. А.Н. Тихонова. -М.: Вита-Пресс, 1998.-256с.

67. Цивенков Ю.М., Семенов Е.Ю. Компьютеризация в образовании развитых капиталистических стран: (Средства обучения в высшей школе) НИИ Высшая школа - М., 1989, 317с.

68. Чошанов М.А. Гибкая технология проблемно-модульного обучения. - М.: Народное образований, 1996, 224с.

69. Щербаков В.В., Зинина Ю.А. Разработка компьютерных обучающих программ по неорганической химии. /Информационные технологии в учебном процессе университета. Сборник научных трудов. РХТУ им. Д.И. Менделеева. М.: 2000, с.37.

70. Фролов И.Т. "Гносеологические проблемы моделирования" М.: Наука, 1961 год

71. Фролов И.Т. "Жизнь и познание. О диалектике в современной биологии" М.: Мысль, 1981

72. Штофф В.А. "Моделирование и философия" М.: Наука, 1966

73. "Эксперимент. Модель. Теория". М.- Берлин: Наука, 1982

74. Mathematical Modeling аt Secondary School: Aims," Methods and Content. // Abstracts оf 7-th International Conference оn the Teaching оf Mathematical Modeling ICTMA-7. - Belfast, 1995. -Р. 175-176. (Всоавт.)

75. The "Mathematical Modeling" Course for Russian's Schools: its Aim, Methods and Content. In "Teaching&Leaming Mathematical Modeling". - Albion Publishing Chichester, 1997. - Р.92-99. (В соавт.)