Формирование информационной компетенции как основы изучения математических дисциплин
Подпишитесь на бесплатную рассылку видео-курсов:
Статья напечатана в журнале "Национальная ассоциация ученых" http://www.national-science.ru/nomera-zhurnalov/173-zhurnal-9-16-17-05-2015
Опыт преподавания к.ф.м. наук Филимоновой З. А. и Гиляровой М. Г.
Целью написания статьи явилось обобщение опыта преподавания математических дисциплин с использованием информационных технологий. Практика показала очевидные преимущества применения специальных программ для формирования информационной компетенции студентов. В статье дается обзор программного обеспечения для проведения практических занятий математических дисциплин в медицинском университете. Указывается на необходимость использования интеграции математики и информационных технологий в высшей школе. Делается акцент на положительных мотивах для формирования информационной компетенции при изучении математических дисциплин.
Реалии современного образования таковы, что изучение практически каждой дисциплины ведется с использованием информационных технологий. В той или иной степени студенты выполняют какой – либо вид работы с помощью компьютерной техники или мобильных технических устройств. Базовых знаний обучающихся хватает на то, чтобы работать по алгоритму, применять компьютер в качестве устройства, автоматизируещего какой-либо процесс, внедрять в жизнь мультимедиа.
Но технологии не стоят на месте, а постоянно развиваются, поэтому современному человеку приходится непрерывно учиться осваивать новые приемы и манипуляции при обработке информации. То есть обучающиеся неуклонно формируют собственные навыки информационной практической деятельности с программным обеспечением и различными девайсами.
Профессиональное обучение высшей школы и среднего профессионального образования предполагает высокий уровень информационной компетенции, о чем указано в Федеральных государственных стандартах. Формированию умений при работе с информацией отводится первоочередное значение. Практически для любой специальности указывается в ряду обязательных профессиональных задач – умение анализировать информацию, в частности для студентов – будущих медиков, работа с информацией по показателям здоровья населения, проведение медико-статистического анализа, владение компьютерной техникой, получение информации из различных источников, работа с информацией в глобальных компьютерных сетях, применение возможностей современных информационных технологий для решения профессиональных задач.
Для освоения обязательных результатов обучения необходимо рассмотрение интегрированных модулей в виде базовых знаний математики и информатики.
Понятно, что на современном этапе развития информационных технологий процесс проведения, какого бы ни было статистического анализа (корреляционного, регрессионного, дисперсионного, проверка статистических гипотез и т.д.), автоматизирован за счет использования специального программного обеспечения. Здесь возможностей достаточно много.
Самой первой программой – помощником для математиков остается Microsoft Excel. Во многом уникальная программа, содержащая множество не просто математических функций, но и сложных для «ручного расчета» статистических возможностей. Excel позволяет рассчитывать элементы линейной алгебры, теории вероятностей, сложные статистические формулы, всевозможные коэффициенты, практически все характеристики случайных величин (математическое ожидание, дисперсию, среднеквадратическое отклонение и т.д.), логические соотношения с использованием выбора ситуации.
Программа дает возможность составлять и заполнять таблицы с целью выполнения задач интерполяции, экстраполяции и апроксимации и т.п.
Кроме того, Excel содержит аппарат построения графиков, диаграмм и схем, который также предоставляет большие возможности для статистических исследований, графических интерпретаций, плоскостной визуализации различных процессов. Положительным моментом работы программы является дружественный, интуитивно - понятный интерфейс, интеграция графических возможностей в совокупности с вычислительной обработкой большого массива числовых данных, расширенная интерактивность в области построения графиков и диаграмм.
Причем, программа сохраняет все возможности офисного пакета по редактированию и форматированию текста, таблиц и графиков.
Студенты, изучая математические дисциплины с использованием Microsoft Excel, расширяют свой интеллект сразу в нескольких направлениях: увеличивают математический багаж знаний и формируют высокий уровень информационной компетенции. Я пропускаю пока воспитательные моменты обучения и созидание личностных качеств будущего профессионала.
Microsoft Excel - не единственная программа, позволяющая выполнять различные статистические анализы. Например, можно использовать программу STATISTICA для решения следующих задач:
- регрессионный анализ, в том числе множественная регрессия,
- регистрационно - линейный анализ таблиц частоты,
- структурное моделирование,
- канонический анализ,
- дискриминантный анализ,
- многомерное масштабирование,
- индустриальная статистика,
- многомерный анализ данных – технология OLAP,
- подсчет вероятностей: распределения случайных величин, корреляционный анализ, подсчет сигмы шесть и т.д.
Данная программа может использовать строенный язык программирования Visual Basic, который расширяет функционал действия программного обеспечения.
Подобных программ существует уже достаточное количество, например, известный многим MathCad – система автоматизированного проектирования, позволяющая выполнять различные взаимосвязанные сложные расчеты, воспроизводит графические отображения формул. Данный пакет можно отнести к системе компьютерной алгебры, то есть это еще один пример интеграции математики и информатики.
C появлением возможностей Интернета и внедрением технологии Web 2.0 расширяется сеть онлайн сервисов, которые позволяют выполнять различные действия непосредственно в Интернете, не устанавливая на локальном компьютере лицензионное программное обеспечение. Онлайн калькуляторы, расширяясь с каждым годом и увеличивая функциональные возможности, позволяют не просто выполнять отдельные арифметические вычисления, а выполнять интегрирование, нахождение пределов, различные виды статистических анализов и т.д.
Например, составление уравнения регрессии может быть дополнено теоретическим материалом, расчетом коэффициента корреляции и его значимости, коэффициента эластичности, ошибки апроксимации, эмпирического корреляционного отношения и т.д. В качестве примера можно посмотреть сайт http://math.semestr.ru/corel/corel.php.
Все вышеперечисленные возможности изучения математики с помощью информационных технологий говорят о тесной взаимосвязи данных дисциплин, невозможности изучения на современном этапе в высшей школе математики без информатики. Поэтому так важно формировать информационную компетентность студентов и преподавателей, причем, это развитие происходит постоянно в силу обстоятельств непрерывного обновления имеющегося программного обеспечения и появления новых составляющих информационных технологий.
Информационная компетенция базируется на следующих функциях:
- познавательная активность, как неиссякаемый двигатель образования и самообразования,
- информационная адаптируемость, то есть достаточно быстрая обучаемость в свете постоянного появления новых устройств, меняющихся интерфейсов программ и расширении возможностей имеющихся профессиональных и пользовательских пакетов,
- творческая интерактивность для обязательного развития креативной личности, способной к самореализации, самоопределению, самопознанию, самоуправлению и самосовершенствованию.
Эти функции тесно связаны между собой, в процессе формирования профессиональных качеств студента дополняют друг друга, представляют единое обязательное направление при освоении математики с использованием информационных технологий.
Формирование информационной компетенции дает свои обязательные положительные последствия:
повышение мотивации к изучению и математики и информатики,
- развитие самостоятельности учащихся, индивидуализация процесса обучения,
- повышение уровня наглядности,
- осуществление дифференцированного подхода,
- придание учебной деятельности проблемного, творческого, исследовательского характера,
- повышение уровня обратной связи со студентами, использования элементов личностно – ориентированного обучения,
- совершенствование умений использовать ресурсы глобальной сети Интернет,
- возможность применять различные виды информации (тест, звуки, видеофайлы, диаграммы, таблицы и т.д.)
- подготовка студентов к адаптации в информационном обществе, новому технологическому будущему.