Архив Галактики

Доклады конференции. Интерактивный компьютерный тренажер по математике

badmod's blog / 20.08.2012

Здравствуйте. Для начала хочу представиться. Меня зовут Яриков Вадим, я являюсь аспирантом кафедры прикладной математики и информатики Марийского государственного университета. Сегодня я хотел бы представить вашему вниманию доклад на тему «Интерактивный компьютерный тренажер по математике».

Одной из основных задач при внедрении информационных комплексов программ учебного назначения является повышение доступности образовательных услуг без снижения качества профессиональной подготовки. Однако, как свидетельствуют факты, существенных успехов в этом направлении удается достичь далеко не всегда. В первую очередь, это относится к сфере инженерного и естественнонаучного образования, где важную роль в процессе обучения играют практические занятия. Обучение естественнонаучным (инженерным) специальностям включает в себя ряд особенностей, которые сильно затрудняют использование информационных технологий. Одной из таких особенностей является необходимость повседневной практической деятельности в виде регулярно выполняемых лабораторных работ и практических занятий по решению математических задач. Интерактивный КТ является наиболее подходящим программным средством для привития навыков определенного вида практической деятельности. Для математических дисциплин это навыки решения задач различного типа, освоение работы численных алгоритмов и техник решения.


Основной идеей функционирования программы является многократное повторение определенных действий, при необходимости с постепенным увеличением сложности. Аналогичный принцип функционирования наблюдается в спортивных тренажерах по развитию физических способностей человека. В своей основе программа имеет динамическую математическую модель определённой задачи, реализованной в системе. В данном случае - это процесс аналитического решения математических задач из раздела «Интегрирование». При разработке было выбрано именно интегральное исчисление, потому что данный раздел является одним из наиболее сложных разделов математики.

Дифференцирование и интегрирование являются взаимообратными операциями, и, казалось бы, что задачи по этим разделам математики должны иметь одинаковый уровень сложности, но это не так. При определении производной сложной функции достаточно знать таблицу производных, а вот при нахождении первообразной все сложнее. Необходимо уметь преобразовывать подынтегральную функцию, сводя исходный интеграл к табличному интегралу или под определенный метод интегрирования.

Интерактивный компьютерный тренажер (КТ) – это программная система, предназначенная для освоения технологических приемов и отработки навыков, необходимых при решении задач. В целом, интерактивный КТ имеет более детализованную систему взаимодействия с обучаемым, которая осуществляется в виде диалога и аргументированной цепочки умозаключений. Данный способ обеспечивает относительно автономную работу обучаемого. Кроме того, интерактивный КТ фиксирует информацию об успешности прохождения не только каждого задания, но и каждого шага, каждой операции, выполненной пользователем. Алгоритм, используемый в КТ, реализует полное аналитическое решение задачи методом интегрирования по частям со всеми промежуточными результатами.

На рисунке ниже представлена схема функционирования интерактивного КТ:

Одной из важных характеристик интерактивного КТ является развитый интерфейс, информативный и облеченный в наглядную графическую форму с удобной и интуитивно понятной системой навигации. КТ функционирует в двух режимах:

• демонстрационном (иллюстрирующем) режиме;
• тренировочном (оценочном) режиме.