ПІДВИЩЕННЯ ЯКОСТІ ЗНАНЬ З ІНФОРМАТИКИ МАЙБУТНІХ УЧИТЕЛІВ ФІЗИКИ ЗА ДОПОМОГОЮ ВИКОРИСТАННЯ ЗАДАЧ ПРОФЕСІЙНОГО СПРЯМУВАННЯ
Марина МЯСТКОВСЬКА (м. Кам’янець - Подільський)
Наразі продовжує відбуватися світова інформаційна революція, яка актуалізує проблеми модернізації освіти. В таких умовах підсилюється конкуренція на ринку праці, що супроводжується необхідністю в мобільності фахівців та їх професіоналізації впродовж життя; відбувається переоцінка ролі вчителя. Ці тенденції супроводжуються стрімким розвитком науки та техніки.
Тому актуальним є формування конкурентоспроможності майбутнього вчителя фізики через посилення підготовки як з фаху, так і з інформатики, тобто розвивати інформаційну культуру майбутнього фахівця. Це сприяє посиленню міждисциплінарних зв’язків фізики та інформатики [1].
У загальнонауковій підготовці студентів напряму 6.040203 Фізика* навчальна дисципліна «Інформатика» є однією з фундаментальних складових. Найскладнішим для вивчення студентами є розділ «Основи алгоритмізації та програмування», який включає такі змістові модулі: «Базові структури алгоритмів і їх реалізація мовою Visual Basic», «Структуровані типи даних».
Аналіз останніх досліджень та власний досвід практичної роботи показали, що проблема формування алгоритмічної культури студентів під час навчання привертала увагу багатьох учених, зокрема: Я.М. Глинського, Ю.О. Дорошенка, М.І. Жалдака, Ю.Г. Лотюка, Л.В. Осіпи, С.О. Семерікова, Ю.В. Триуса, Ю.С. Рамського, С.А. Хазіної та ін. Проте недостатньо досліджено питання підвищення якості знань з інформатики, зокрема з основ алгоритмізації та програмування, майбутніх учителів фізики за допомогою використання задач професійного спрямування.
Алгоритмічна культура особистості характеризується усвідомленням значущості процесу алгоритмізації, визначається певним рівнем розвитку логічного й алгоритмічного мислення і проявляється у різноманітних формах і способах організації і здійснення свідомої цілеспрямованої алгоритмічної діяльності [2].
Розв'язування прикладної задачі на комп'ютері з використанням середовища програмування проходить через такі етапи [1]:
І етап. Постановка задачі. Розв'язування практичної задачі починається з опису вихідних даних і цілей задачі. Постановка задачі вимагає уважного аналізу її формулювання з метою чіткого виділення вихідних даних і необхідних результатів. При цьому встановлюються обмеження на припустимі значення величин, які застосовані у задачі. Математична постановка задачі – це точне формулювання умов і цілей розв’язку. На цьому етапі потрібно чітко визначити умови задачі: «Що дано?», «Які дані допустимі?», «Які результати, в якому вигляді повинні бути отримані?».
ІІ етап. Побудова математичної моделі. На цьому етапі потрібно розгорнутий змістовний опис задачі, замінити її математичною моделлю за допомогою математичних залежностей. Математична модель – це математичний опис найбільш істотних властивостей реального об'єкта. Для побудови математичної моделі потрібно: зрозуміти, в якій предметній галузі шукати опис об'єктів, що є в умові задачі; відібрати ознаки, суттєві для задачі, яка розв'язується; становити зв'язок між необхідними в задачі результатами і вхідними даними, який забезпечує розв'язок поставленої задачі.
III етап. Складання алгоритму. На даному етапі потрібно обґрунтовано вибрати метод розв'язку задачі. Алгоритм розв'язку задачі складається у відповідності до обраного методу.
IV етап. Складання програми за розробленим алгоритмом, використовуючи мову програмування Visual Ваsіс (консольний додаток).
V етап. Тестування і налагодження програми.
VI етап. Аналіз результатів.
Ми вважаємо, що для полегшення здійснення свідомої цілеспрямованої алгоритмічної діяльності майбутніми учителями фізики в процесі розв’язування прикладних задач, доцільно полегшити сприйняття початкових етапів розв’язування (постановки задачі та побудови математичної моделі). У своїй практичній діяльності ми досягли цього за допомогою використання задач професійного спрямування.
Починаючи розв'язування прикладної задачі на комп'ютері з використанням середовища програмування, студент-фізик легше сприймає та аналізує задачу з фізики, у нього не виникає проблем з математичною постановкою задачі, з побудовою математичної моделі.
Наприклад, під час вивчення теми «Структура розгалуження. Повне та неповне розгалуження. Складені умови в розгалуженнях» ми пропонуємо таку задачу: «Автомобіль з вантажем загальною масою m т рухається по мосту з деякою швидкістю v км/год. З якою силою він тисне на середину мосту в залежності від його форми (плоский, опуклий з радіусом кривизни 100 м.)» [3].
Під час вивчення теми «Циклічні структури» ми пропонуємо таку задачу: «Резервуар заповнено 100 л водного розчину, що містить 5 кг розчиненого цукру. Притік води в резервуар складає 6 л за хвилину, а витік з резервуару — 5 л за хвилину. Концентрація підтримується рівномірною шляхом постійного змішування. Скласти алгоритм для обчислення кількості цукру, який буде міститись в резервуарі через 10 хв.» [3].
Під час вивчення теми «Використання масивів як проміжних величин» ми пропонуємо таку задачу: «Нехай маємо паралельне з’єднання n груп послідовно з'єднаних опорів. Розрахувати загальний опір з’єднання, якщо відомі опори елементарних частин» [3].
Отже, результати практичної діяльності свідчать про те, що використання задач професійного спрямування під час вивчення розділу інформатики «Алгоритмізація та програмування» майбутніми учителями фізики сприяє підвищенню якості їхніх знань з інформатики, зокрема, алгоритмічної культури, а також сприяє поглибленню знань з фізики. Фахівці з таким рівнем підготовки є та будуть конкурентоспроможними, тому залишаються актуальними перспективи подальших досліджень з даної теми.
БІБЛІОГРАФІЯ
- Мястковська М.О. Посилення міждисциплінарних зв’язків загальної фізики та інформатики у підготовці студентів / Збірник наукових праць Кам’янець-Подільського національного університету імені Івана Огієнка. Серія педагогічна / [редкол.: П.С. Атаманчук (голова, наук. ред.) та ін.]. – Кам’янець-Подільський : Кам’янець-Подільський національний університет імені Івана Огієнка, 2013. – Вип. 19 : Інноваційні технології управління якості підготовки майбутніх учителів фізико-технологічного профілю. – С. 310-312.
- Осіпа Л.В. Інноваційний підхід до формування алгоритмічної культури студентів некомп’ютерного профілю навчання [Електронний ресурс] / Л.В. Осіпа. – Режим доступу: http://lib.iitta.gov.ua/9343/
- Система електронного навчання Кам’янець-Подільського національного університету імені Івана Огієнка [Електронний ресурс] – Режим доступу: http://oodle.kpnu.edu.ua/
Мястковська Марина Олександрівна – кандидат педагогічних наук, старший викладач кафедри інформатики Кам’янець-Подільського національного університету імені Івана Огієнка.