У дослідженні запропоновано теоретико-експериментальне розроблення
комп’ютерно-орієнтованої методики навчання диференціальних рівнянь майбутніх бакалаврів з комп’ютерних наук. Обґрунтовано доцільність
створення методики навчання як комп’ютерно-орієнтованої. Представлено
скореговані цілі навчання диференціальних рівнянь студентів, майбутня
професійна діяльність яких пов’язана з інформаційними технологіями. Зміст
навчання доповнений систематизованими завданнями та професійно
орієнтованими моделями реальних проблемних ситуацій. Створені засоби
навчання передбачають використання комп’ютерно-орієнтованого супроводу
через розроблення й застосування матеріалів сайту, що завдяки започаткованій
концепції забезпечують теоретичне й практичне аудиторне опанування
дисципліни, управління самостійною навчально-професійною діяльністю
студентів.
Експериментальна перевірка ефективності розроблених елементів
комп’ютерно-орієнтованої методики навчання диференціальних рівнянь
підтвердила висновки про результативність її впровадження в навчальний
процес майбутніх фахівців з ІТ.
В исследовании предложена теоретико-экспериментальная разработка
компьютерно-ориентированной методики обучения дифференциальным
уравнениям будущих бакалавров по компьютерным наукам. Представлены
психолого-педагогические и методические основы обучения дисциплине,
которые подтвердили целесообразность разработки компьютерно-
ориентированной методики обучения. Обоснован подход поэтапного обучения
дифференциальным уравнениям будущих бакалавров через формирование у
них материализованных, речевых и мыслительных действий. Подтверждено,
что соблюдение указанных этапов согласуется с педагогическими принципами
проектирования учебно-профессиональной деятельности будущих
специалистов исследуемой специальности.
Цели обучения дифференциальным уравнениям студентов
скорректированы таким образом, чтобы обеспечивать результаты, которые
заключаются в сформированности умений будущих бакалавров применять
процедуры решения различных типов дифференциальных уравнений и их
систем, моделировать определенные процессы с помощью дифференциальных
уравнений, использовать программные средства при решении задач на исследование свойств математических моделей, на разработку и исследование
алгоритмов функционирования компьютеризированных систем. Содержание
обучения дополнено систематизированными задачами и профессионально-
ориентированными моделями реальных проблемных ситуаций,
сгруппированными в зависимости от уровня сложности. Задания первого
уровня сложности призваны обеспечить умения студентов распознавать
основные типы дифференциальных уравнений и выполнять простейшие
математические действия; задания следующего уровня сложности направлены
на воспроизведение простейшего алгоритма действий при решении
дифференциальных уравнений; третий уровень заданий требуют от студентов
решения стандартных типовых задач; задания четвертого уровня предполагают
построение студентами математических моделей и задания пятого уровня – это
задания-кейсы, требующие использования умений программирования и
использования численных методов решения. Разработанная система заданий и
методические рекомендации их использования во время практических занятий
содержаться в учебно-методическом пособии «Комп’ютерно-орієнтовані
практичні заняття із диференціальних рівнянь» [9].
Использование созданной методики обучения способствуют
результативности аудиторного освоения дисциплины, управлению
самостоятельной учебно-профессиональной деятельностью студентов.
Разработанные и представленные средства компьютерно-ориентированных
технологий обучения помогают преподавателю комбинировать традиционные и
активные методы и формы обучения, способствуя осуществлению переходов к
более деятельным из них и делая их компьютерно-ориентированными. Контент
созданного сайта «Диференційні рівняння» (режим доступа: http://difur.in.ua/) и
разработанная концепция его использования обеспечивают преподавание
исследуемой дисциплины через: виртуальную карту для создания студентами
индивидуальной траектории самостоятельного изучения дисциплины, учебный
материал для сопровождения лекционных и практических занятий, систему
тестовых заданий для проверки уровня усвоенности учебного материала,
процедуры решения типовых дифференциальных уравнений и их систем,
компьютерные тренажеры для формирования умений студентов решать
дифференциальные уравнения, программные средства визуализации данных,
электронную библиотеку, ссылки на облачные вычислительные ресурсы,
учебно-методические рекомендации. Материалы сайта логически разбиты на
четыре содержательных модуля: учебный (обеспечивает теоретическое,
практическое обучение и доступ к информационно-справочным материалам),
методический (содержит программу дисциплины и методические
рекомендации к ее изучению), познавательный (поддерживает связь между
преподавателем и студентом, обеспечивает доступ к педагогическим
программным средствам и облачным вычислительным ресурсам) и
мониторинговый (осуществляет контроль за результативностью обучения).
Результативность использования разработанной компьютерно-
ориентированной методики обучения дифференциальным уравнениям будущих
специалистов по информационным технологиям подтверждается статистически значимыми положительными изменениями в уровнях сформированности
умений студентов применения процедур решения типовых дифференциальных
уравнений, развития умения математического моделирования определенных
физических, экономических, социальных процессов и развития информатических
компетентностей бакалавров исследуемой специальности.
The thesis is a theoretical and experimental study of the problem of developing
a computer-oriented methodical system of teaching differential equations of future
bachelors of information technology.
The study has substantiated the feasibility of developing a training method as a
computer-oriented. The adjusted goals of teaching differential equations for students
who master the information technology specialty have been presented. The content of
the study has been supplemented with systematic tasks and professionally-oriented
models of real problem situations. The created means of teaching involve the use of
computer-based support through the development and application of materials of the
educational site, which through the initiated concept provide theoretical and practical
auditorial mastering of discipline, management of independent educational and
professional activities of students.
The experimental verification of the effectiveness of the developed
components of the computer-oriented methodical teaching system of differential
equations has confirmed the conclusions about the effectiveness of its introduction
into the educational process of future IT specialists.
