Програмно-педагогічне забезпечення міжпредметних зв'язків інформатики з математикою і фізикою у навчанні майбутніх інженерів

Abstract

У дисертації обґрунтована доцільність та необхідність використання міжпредметних зв’язків інформатики з математикою і фізикою у навчальному процесі майбутніх інженерів. Розроблено окремі компоненти методичної системи навчання інформатики на основі міжпредметних зв’язків інформатики з фізичними та математичними дисциплінами, спрямованої на формування інформаційної культури, компетентностей з інформаційних та комунікаційних технологій. Запропоновано методику створення та оцінювання дидактичного матеріалу у відповідності до кредитно-модульної системи. Встановлено, що використання саме такої методичної системи дає змогу поглибити розуміння студентами навчального матеріалу, посилити мотивацію до навчання, активізувати навчальну діяльність, розширити теоретичну базу знань, посилити прикладну спрямованість результатів навчання інформатики у вищому технічному навчальному закладі.

В диссертации обоснованна целесообразность и необходимость использования межпредметных связей информатики с математикой и физикой в учебном процессе будущих инженеров. Разработаны отдельные компоненты методической системы обучения информатике будущих инженеров на основе межпредметных связей информатики с физическими и математическими дисциплинами, направленной на формирование информационной культуры, компетентностей по информационным и коммуникационным технологиям. Уточнены цель, структура и содержание нормативной дисциплины «Информатика» для студентов инженерных специальностей технических университетов. Межпредметные связи информатики с дисциплиной «Высшая математика» предлагается осуществлять используя знания полученные при изучении тем: Аналитическая геометрия, Дифференциальное исчисление, Неопределённые интегралы, Определённые интегралы, Кратные интегралы. Межпредметные связи информатики с дисциплиной «Физика» предлагается осуществлять используя знания полученные при изучении тем: Физические основы механики (Кинематика и динамика материальной точки, Работа и энергия, Элементы механики жидкостей), Электрика и магнетизм, Физика колебаний и волн, Геометрическая и волновая оптика. Разработан программно-педагогический продукт Optica, а также проведён сравнительный анализ его с программным продуктом Gran1, Открытая физика 1.0, Физика в картинках. Предложена методика создания и оценивания дидактичного материала в соответствии с кредитно-модульной системой; способы использования разработанных компонент методической системы при использовании разных операционных систем (Windows 2000, Windows XP, Windows Vista (x32 Ultimate), Windows 7 (x64 Ultimate), Mandriva Linux, Ubuntu, Mops, Deep Style, Fedora, Debian, ASP, MacOS X: 10.4 Tiger, 10.5 Leopard, 10.6 Snow Leopard). Также целесообразно лабораторные работы по информатики разделить на разные виды: теоретические (изучение программных продуктов при выполнении методических указаний), практические (самостоятельное выполнение индивидуальных вариантов и разных уровней сложности во время занятий по расписанию), практично-самостоятельные (самостоятельное выполнение индивидуальных вариантов и разных уровней сложности в свободное время). Оцениваются только практические и практично-самостоятельные лабораторные работы в зависимости от выбранного уровня сложности. Модульный контроль предлагается осуществлять теоретический и практический. Для контроля теоретических знаний используется программа тестирования, которая случайным образом выбирает из базы вопросов задания. Практические знания и умения проверяются при выполнении разработанного дидактического материала на компьютере. Из суммы набранных балов за выполнение лабораторных работ и модульных контролей (тестирование и выполнение практических заданий) формируется рейтинговый бал, который используется для выставления оценки успеваемости студента. Установлено, что использование именно такой методической системы дает возможность углубить понимание студентами учебного материала, усилить мотивацию к обучению, активизировать учебную деятельность, расширить теоретическую базу знаний, усилить прикладную направленность результатов учебы информатики в высшем техническом учебном заведении.

Possibility of application of the informatics intersubject relations with mathematics and physics has been grounded in dissertation. Various components of the methodical system of informatics studies, based on intersubject relations of informatics with the physical and mathematical disciplines which are directed on future forming of information culture, competencies in information and communication technologies, have been developed. The technique of creating and evaluating the didactic material in accordance to the credit-module system has been offered. It is set that the use of such methodical system enables students to deepen understanding of educational material, strengthen motivation for training, intensify training activities, extend the theoretical knowledge base, strengthen the applied orientation of studying results of informatics in higher technological educational establishments.