автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Подготовка будущих педагогов профессионального обучения в области компьютерного имитационного моделирования на основе применения событийно-графового подхода

Автореферат диссертации по теме "Подготовка будущих педагогов профессионального обучения в области компьютерного имитационного моделирования на основе применения событийно-графового подхода"

На правах рукописи

Травкин Евгений Иванович

ПОДГОТОВКА БУДУЩИХ ПЕДАГОГОВ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБУЧЕНИЯ В ОБЛАСТИ КОМПЬЮТЕРНОГО ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ СОБЫТИЙНО-ГРАФОВОГО ПОДХОДА

13 00 02 - теория и методика обучения и воспитания * (информатика)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

ООЗ167424

Курск-2008

Работа выполнена на кафедре методики преподавания информатики и информационных технологий Курского государственного университета

Научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент Бабкин Евгений Александрович

Официальные оппоненты:

доктор педагогических наук, профессор Фридланд Александр Яковлевич

кандидат педагогических наук Рыбаков Даниил Сергеевич

Ведущая организация:

Челябинский государственный педагогический университет

Защита диссертации состоится 15 мая 2008 г. в 13.00 часов на заседании объединенного диссертационного совета ДМ 850.007.03 при Московском городском педагогическом университете и Тульском государственном педагогическом университете им. Л.Н. Толстого по адресу 127521, г Москва, ул. Шереметьевская, д 29

С диссертацией можно ознакомиться в Фундаментальной библиотеке МГПУ по адресу: 129226, г Москва, 2-й Сельскохозяйственный проезд, дом 4.

Автореферат разослан «__» апреля 2008 года

Ученый секретарь

диссертационного совета д.п н., профессор

Гриншкун В В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Актуальность и постановка проблемы. Информатизация общества, быстрый научно-технический прогресс определяют обращение к разработке и исследованию объектов и систем, имеющих сложную структуру и связи между элементами, большое количество параметров и переменных Одним из самых мощных и наиболее эффективных методов исследования и анализа процессов и систем самой различной природы и степени сложности является метод компьютерного имитационного моделирования Компьютерное имитационное моделирование развивалось в работах Р Шеннона, Т Дж. Шрайбера, Н.П Бусленко, В. Кельтона и РА Лоу, Б Я Советова, СЛ. Яковлева, ВМ. Глушкова, Ю И. Рыжикова и др.

Имитационное моделирование, на сегодня, становится более зрелой технологией компьютерного моделирования, поэтому наблюдается устойчивый рост приложений этого метода в самых различных областях Это обуславливает необходимость высококвалифицированной подготовки педагогов профессионального обучения (информатика, вычислительная техника и компьютерные технологии) в области компьютерного имитационного моделирования, так как государственный образовательный стандарт специальности определяет, что «педагог профессионального обучения организует и проводит теоретическое обучение по общепрофессиональным и специальным учебным предметам, а также производственное (практическое) обучение по группам родственных профессий в области информатики, вычислительной техники и компьютерных технологий, основанное на сочетании практического обучения с производительным трудом при использовании передовых информационных технологий, внедрении их в процесс обучения» Поэтому подготовка педагогов профессионального обучения (информатика, вычислительная техника и компьютерные технологии) в области компьютерного имитационного моделирования должна стать необходимой задачей в их профессиональном становлении и фундаментальным аспектом их информационно-технологической части образования. Область разработки и исследования компьютерных имитационных моделей — это одно из приоритетных направлений современной информатики и вычислительной техники Анализу общеобразовательного значения информатики, отбору учебного материала для этой дисциплины и методике преподавания посвящены исследования А П Ершова, В.Г. Житомирского, А Г. Гейна, А. А Кузнецова, М П Лапчика, А.Г Кушниренко, В М Монахова, С.А Бешенкова, И В Роберт, ИГ Семакинаидр.

С внедрением информационных технологий почти во все сферы человеческой деятельности всё большую практическую значимость приобретают знания, умения и навыки, способствующие высокому интеллектуальному, творческому и логическому развитию личности Это особо подчеркивалось в государственных документах, отражающих направления обновления образования в Законе Российской Федерации «Об образовании», в «Концепции модернизации Российского образования на период до 2010 года»

Поэтому система образования, направленная на реализацию современных требований, предъявляемых к ней, должна ориентировать процесс обучения на формирование системного мышления и умений работы с большими объемами быстро изменяющейся информации Это поможет готовить специалистов, способных оперативно использовать свое образование в зависимости от общественных потребностей и развивать различные формы самообразования в быстро изменяющейся информационной среде

В связи с этим, требуется существенное изменение системы обучения и возникает проблема поиска и использования максимально действующих и эффективных методик, форм и содержания обучения с применением новых информационных технологий (НИТ) в учебном процессе Исследование вопросов использования НИТ в системе образования, выполненное в работах ВП Беспалько, ТС Буториной, Я.А Ваграменко, ТП. Ворониной, ВП Кашицина, ОП Молчановой, ИЕ. Вострокнутова, С.Г Григорьева, В В Гриншкуна, С.И. Макарова, К П. Кречетникова, А В Могилева, В.М. Монахова, Е С Полат, И В Роберт, и др., говорит о важности и своевременности изучения данной проблемы

Исследования дидактических и методических потенциалов НИТ показывают, что компьютерное имитационное моделирование, как часть математического моделирования, является наиболее перспективным способом включения НИТ в обучение, позволяющим удовлетворить современные требования, предъявляемые к системе образования Методология математического моделирования является ядром информационных технологий и всего процесса информатизации общества.

В опубликованных работах Н М. Амосова, Э Ю Верник, Б А.Глинского, Л. Я Зориной, К.Б Малышева, И Б Новик, В.О Пинского, Н Г. Салминой, В.А Штофа и др., посвященных проблемам обучения моделированию, обозначено, что учебное моделирование является достаточно эффективной технологией развития продуктивного научно-теоретического мышления, формирования таких личностно и профессионально значимых качеств, как системность знаний, познавательный интерес и мотивация к учебной деятельности Моделирование реальных ситуаций, соответствующих специфике выбранной профессии, предполагающих решение проблем, стало своего рода эмпирической традицией в обучении

Нельзя недооценивать роль учебного компьютерного имитационного моделирования в области формирования предметной взаимосвязи естествознания, техники, гуманитарных наук и понимания научного мировоззрения различных явлений и процессов. Этот факт прослеживается в научных публикациях Т А Арташкиной, Р.В. Габдреева, Ю А Кусого, А А. Пинского, В С Безруковой, Н Ф. Борисенко, В.И Вершиненой, В.И Жилина НА Лошкаревой и др Формирование межпредметных связей на основе моделирования определяется использованием целого ряда способов получения знаний и навыков (анализ, синтез, индукция, дедукция и др.).

Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования (ГОС ВПО) специальности 030500 06 —

Профессиональное обучение (информатика, вычислительная техника и компьютерные технологии) содержит достаточно большое количество требований к профессиональной подготовленности специалиста, тем или иным способом опирающихся на методы компьютерного моделирования. Однако, в нем отсутствует как дисциплина «Компьютерное имитационное моделирование», так и ее подразделы Все это определяет особую актуальность и практическую значимость включения компьютерного имитационного моделирования в процесс обучения студентов специальности 030500 06 — Профессиональное обучение (информатика, вычислительная техника и компьютерные технологии) как целостной методической системы и метода, эффективно формирующего у будущих педагогов личностно и профессионально значимых качеств Компьютерное имитационное моделирование будет способствовать развитию мышления и формированию целостной системной картины мира, являться одним из научно обоснованных методов познания, широко используемым в различных областях наук

Традиционным подходом к созданию имитационных моделей является использование универсальных или специальных языков программирования, что приводит к написанию запуганных и сложных моделирующих программ. Это обуславливает сложность изучения компьютерного имитационного моделирования Эффективным способом снижения трудоемкости изучения компьютерного моделирования является использование событийно-графового подхода, являющегося универсальным и наглядным графическим методом создания имитационных моделей, позволяющим более полно изучить методологию моделирования. Графическое представление информационных моделей в обучении имеет ряд преимуществ. Событийно-графовый подход является научно обоснованным, что удовлетворяет одному из ди дактических принципов. Важно подчеркнуть, что событийно-графовый подход позволяет моделировать и сам процесс обучения, что дает возможность для студентов на реальных данных моделировать и проводить анализ сложных систем, а для преподавателей корректно проводить занятия с точки зрения оптимального использования аудиторного времени. Развитие идей имитационного событийного моделирования и представление моделей с помощью графов отражено в работах М. Брейера, Л Шрубена, В. Кеяьтона и Р А Лоу, Е А. Бабкина, А Прицкера, Г Ф. Хахулина, С В. Монахова и др.

Таким образом, имеется противоречие между значимостью изучения компьютерного имитационного моделирования будущими педагогами профессионального обучения (информатика, вычислительная техника и компьютерные технологии) и отсутствием системы обучения этой области знаний в их подготовке по информатике

В связи с этим, актуальность исследования обусловлена необходимостью совершенствования подготовки в области компьютерного имитационного моделирования будущих педагогов профессионального обучения, в основе содержания которого необходимо использовать событийно-графовый подход.

Возможны пути разрешения противоречия на основе.

1 Определения целей, методов, средств обучения, формирования содержания, исходя из развития стандарта и создания методических рекомендаций обучения компьютерному имитационному моделированию на основе применения событийно-графового подхода

2. Внедрения раздела «Компьютерное имитационное моделирование на основе применения событийно-графового подхода» в систему подготовки по информатике будущих педагогов профессионального обучения (информатика, вычислительная техника и компьютерные технологии)

Объект исследования — система профессиональной подготовки будущих педагогов в области компьютерного имитационного моделирования

Предмет исследования — содержание, методы, формы и средства обучения компьютерному имитационному моделированию студентов педагогического вуза на основе использования событийно-графового подхода

Цель исследования — совершенствование подготовки будущих педагогов специализации информатика, вычислительная техника и компьютерные технологии в области компьютерного имитационного моделирования за счет использования событийно-графового подхода, направленное на формирование у педагогов готовности к профессиональной деятельности.

Гипотеза исследования — эффективность предметной подготовки педагогов профессионального обучения повысится, если в систему их обучения в курс «Математическое моделирование» будет включен раздел «Компьютерное имитационное моделирование на основе применения событийно-графового подхода»

В соответствии с поставленной целью и выдвинутой гипотезой были поставлены и решались следующие задачи исследования:

1 Проанализировать содержание и структуру Государственного образовательного стандарта специальности, научную литературу на предмет значимости введения раздела компьютерного имитационного моделирования в систему обучения будущих педагогов

2 Обосновать необходимость использования событийно-графового подхода как основы содержания раздела компьютерного имитационного моделирования в процессе обучения педагогов

3 Создать модель методической системы обучения, определить цели, содержание, средства, методы и формы обучения студентов основам компьютерного имитационного моделирования с использованием событийно-графового подхода.

4 Разработать систему лабораторно-практических работ с учетом межпредметных связей, а также ориентированных на изучение элементов профессиональной педагогической деятельности.

5. Экспериментально проверить эффективность методов и организации разработанной методики обучения разделу «Компьютерное имитационное моделирование на основе применения событийно-графового подхода».

Для решения поставленных задач в диссертационном исследовании использовались следующие методы:

1. Изучение и анализ научной, философской, дидактической, методической и специальной литературы по проблематике исследования, анализ ГОСВПО, программ, учебных пособий и методических рекомендаций по компьютерному имитационному моделированию,

2 Анкетирование, беседа с преподавателями и студентами, наблюдение за ходом учебного процесса и деятельностью студентов,

3 Опытно-экспериментальная работа, математическая обработка эмпирического материала, анализ и обобщение опытно-экспериментальной работы

Методологической основой исследования являются теоретические и экспериментальные работы.

• по дидактике К Д. Ушинского, В.Н Максимовой, А В. Петровой, ТЛ Понаморенко, Л Л Макаровой, ТА Арташкиной, РВ. Габдреева, А.А. Пинского, В С Безруковой, Н Ф. Борисенко, В И. Вершиненой, В И Жилина Н А. Лошкаревой,

отражающие технологический подход к обучению- Б. Блума, В,А.Беспалько, С А. Бешенкова, А Г. Гейна, С.Г. Григорьева, А И. Умана;

• посвященные разработке и анализу дидактических принципов обучения. Я.А. Коменского, Г.И. Песталоцци, К.Д. Ушинского, И П. Подпасого, ПФ Каптерева, Ю.К. Бабанского, Л.В. Занкова, В А Сластенина, В.А. Ситарова и других А.В. Могилева, С А. Титоренко,

• отражающие современные концепции компьютеризации и информатизации образования В П Беспалько, Т С Буториной, Я А. Ваграменко, Т П Ворониной, В П Кашицина, О П Молчановой, И Е. Вострокнутова, С.Г Григорьева, В.В. Гриншкуна, С И. Макарова, К П. Кречетникова, А.В. Могилева, В М. Монахова, Е С. Полат, И В Роберт,

• посвященные проблемам обучения моделированию. Н М. Амосова, Э Ю В ерник, Б.А.Глинского, Л Я Зориной, К.Б Малышева, И Б. Новик, В О. Пинского, Н Г. Салминой, ВА Штофа;

• по теории компьютерного имитационного моделирования. Р. Шеннона, Т Дж Шрайбера, НП. Бусленко, В. Кельтона, Р А. Лоу, Б.Я Советова, С А. Яковлева, В.М Глушкова, Е А. Бабкина, Ю И Рыжикова;

• посвященные имитационному событийному моделированию и представлению моделей с помошью графов М Брейера, Л Шрубена, В. Кельтона и Р А Лоу, Е.А Бабкина, А Прицкера, Г Ф. Хахулина

Научная новизна представленного исследования заключается в следующем:

1 Предложены подходы к предметной подготовке педагогов профессионального обучения в области компьютерного имитационного моделирования на основе применения событийно-графового подхода

2 Определены принципы построения и организации методической системы обучения компьютерному имитационному моделированию на основе технологического подхода, структуризации содержания, а также поэтапного

перехода от объяснительно-иллюстративных к творческим методам организации проведения лабораторно-практических работ

3 Дополнена и переработана система этапов проведения компьютерного имитационного моделирования с учетом использования ее для проведения лабораторно-практических работ. Система ориентирована на применение событийно-графового подхода имитационного моделирования

4. Разработан комплекс имитационных моделей для изучения с учетом межпредметных связей, в него также вошли модели, ориентированные на изучение элементов профессиональной педагогической деятельности будущих педагогов

Теоретическая значимость исследования заключается в том, что обоснована необходимость введения дополнительного раздела «Компьютерное имитационное моделирование на основе применения событийно-графового подхода» в курс «Математическое моделирование» для будущих педагогов профессионального обучения, построена модель методической системы обучения и определены основные методы обучения, необходимые для развития мыслительных способностей различных уровней в соответствии с классификацией Блума; уточнены основные принципы отбора содержания лекций и лабораторно-практических работ

Практическая значимость исследования заключается в том, что разработанная методическая система обучения компьютерному имитационному моделированию может быть использована преподавателями с целью повышения качества предметной подготовки педагогов профессионального обучения специализации информатика, вычислительная техника, компьютерные технологии, определены основные этапы выполнения лабораторно-практических работ; предложены и экспериментально проверены оптимальные методы их проведения с целью развития мыслительных способностей студентов, определены методические рекомендации обучения раздела «Компьютерное имитационное моделирование на основе применения событийно-графового подхода».

Достоверность и обоснованность положений, выводов и результатов исследования обеспечены опорой на основные положения дидактики, основополагающие теоретические концепции обучения компьютерному имитационному моделированию, логикой методов исследования, а также использованием комплекса теоретических и эмпирических методов исследования, результатами, полученными в ходе экспериментальной проверки; продолжительной опытно-экспериментальной работой

Опытно-экспериментальная база исследования: исследование осуществлялось на базе факультета информатики и вычислительной техники Курского государственного университета

На защиту выносятся следующие положения

I. В систему подготовки будущих педагогов профессионального обучения должны быть внесены элементы обучения компьютерному имитационному моделированию, что будет способствовать профессиональному становлению педагогов;

2 В основе содержательной модели методической системы обучения компьютерному имитационному моделированию необходимо использовать событийно-графовый подход моделирования как базовый метод

3 Организация деятельности студентов, основанная на поэтапном переходе от объяснительно-иллюстративных методов к творческим, при проведении лабораторного практикума позволит создать условия индивидуализации и дифференциации, а также обеспечит развитие всех уровней мыслительных способностей студентов Это создаст базу для эффективного формирования профессиональных знаний, умений и навыков будущих педагогов.

Этапы исследования. Исследование по теме проводилось в течение 4 лет (2003-2007 гг) и условно может быть представлено в виде трех взаимосвязанных этапов

На первом этапе (2003-2004 гг) осуществлялся анализ философской, психолого-педагогической и специальной литературы по проблеме исследования, изучался опыт преподавания компьютерного имитационного моделирования Определялись роль и место компьютерного имитационного моделирования в системе подготовки студентов специальности профессиональное обучение (информатика, вычислительная техника и компьютерные технологии) и основные направления включения этого раздела. В процессе теоретической разработки определилась основа содержания — событийно-графовый подход компьютерного имитационного моделирования

На втором этапе (2004-2005 гг ) проектировалась и конструировалась модель методической системы обучения разделу «Компьютерное имитационное моделирование на основе применения событийно-графового подхода». Разрабатывалась программа раздела, а также учебно-методический материал для проведения лекционных и лабораторно-практических занятий, определялись методы проведения занятий и их основные этапы

На третьем этапе (2005-2007 гг) определялась эффективность методической системы обучения раздела «Компьютерное имитационное моделирование на основе применения событийно-1рафового подхода» для будущих педагогов профессионального обучения. Проводились эксперименты, нацеленные на подтверждение выдвинутой гипотезы, оформлялись результаты диссертационного исследования.

Апробация и внедрение результатов диссертационного исследования. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на итоговой учебно-методической и научной конференции Курского государственного университета «Качество подготовки кадров в условиях модернизации образования» (Курск, 2005), на Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы государственного и муниципального управления содержание и механизмы трансформации» (Курск, 2005); на ежегодных научных чтениях, посвященных памяти А.Н Пилецкого «Влияние регаональной финансовой системы на социально-экономическое развитие государства» (Курск, 2005), на международной научно-практической конференции «Образование, наука, производство и

управление» (Старый Оскол, 2006), на V Всероссийской заочной научно-практической конференции «Модернизация системы профессионального образования на основе регулируемого эволюционирования» (Челябинск, 2006), на международной научно-практической конференции «Информационные технологии в образовании (ИТО-Черноземье)» (Курск, 2006), на научных семинарах и заседаниях кафедр методики преподавания информатики и информационных технологий, программного обеспечения и администрирования информационных систем, математического обеспечения информационных систем Курского государственного университета, информатики и прикладной математики, информатизации образования Московского городского педагогического университета (2003-2007 гг.).

Методика и содержание обучения будущих педагогов разделу «Компьютерное имитационное моделирование на основе применения событийно-графового подхода» прошли полную проверку, результаты исследования были внедрены в учебный процесс подготовки специалистов по направлению 030500 06 — Профессиональное обучение (информатика, вычислительная техника и компьютерные технологии) в ГОУ ВПО «Курский государственный университет»

Структура работы определена целью и логикой исследования. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы и приложений

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновываются актуальность исследования и темы, определяются объект, предмет, цель и задачи исследования, формулируется гипотеза, конкретизируются методы и этапы работы, раскрывается научная новизна исследования, его теоретическая и практическая значимость

Первая глава «Теория и практика обучения компьютерному имитационному моделированию будущих педагогов» состоит из трех параграфов

Первый параграф посвящен определению роли и места компьютерного имитационного моделирования в процессе предметной подготовки будущих педагогов профессионального обучения. Обосновывается, что подготовка педагогов профессионального обучения (информатика, вычислительная техника и компьютерные технологии) в области компьютерного имитационного моделирования должна стать необходимой задачей в их профессиональном становлении и фундаментальным аспектом их информационно-технологической части образования. Это связано с тем, что имитационное моделирование на сегодня становится все более зрелой технологией компьютерного моделирования, благодаря чему наблюдается устойчивый рост приложений этого метода в самых различных областях В исследовании под компьютерным имитационным моделированием понимается формальное (то есть выполненное на некотором формальном языке) описание логики функционирования исследуемой системы и взаимодействия отдельных ее элементов во времени, учитывающее наиболее существенные причинно-

следственные связи, присущие системе, и обеспечивающие проведение статистических экспериментов с помощью компьютерного инструментария. Компьютерное имитационное моделирование как системный метод создания, изучения и использования компьютерных имитационных моделей в познании окружающей действительности объединяет важнейшие достижения различных наук, используя в качестве цементирующего средства современные информационные технологии Оно также является одним из наиболее оправданных и эффективных методов использования новых информационных технологий в системе.

Определена роль учебного компьютерного имитационного моделирования в области развития межпредметной взаимосвязи и научного понимания различных явлений Формирование межпредметных связей на основе моделирования определяется использованием целого ряда способов получения знаний и навыков (анализ, синтез, индукция, дедукция и др.) Изучение любого объекта или феномена внешнего мира основано на методологии моделирования. Именно понятие модели придает курсу «Компьютерное имитационное моделирование» тот широкий спектр межпредметных связей, создание которых является одной из основных задач этого курса.

Анализ государственного стандарта обуславливает противоречие, возникающие между значимостью изучения компьютерного имитационного моделирования будущими педагогами профессионального обучения (информатика, вычислительная техника и компьютерные технологии) и отсутствием системы обучения этой области знаний в их подготовке по информатике.

На основе анализа научной педагогической литературы выявлены основные направления применения моделирования в педагогике, а, как следствие, и компьютерного имитационного моделирования, представленные в виде схемы (рис 1). Необходимо рассматривать компьютерное имитационное моделирование не только как способ включения информационных технологий в обучение, но и как метод исследования, управления и построения системы образования и ее элементов.

Выделены основные дидактические задачи, определяющие значимость обучения компьютерному имитационному моделированию

Во втором параграфе выявляются содержательные особенности компьютерного имитационного моделирования, значимые для будущих педагогов профессионального обучения, опираясь на следующие принципы положения отбора содержания соответствие целям обучения, следование дидактическим принципам; принцип единства содержания обучения; профессионально-педагогический принцип; целостное отражение в содержании потребностей общества; соответствие учебного материала реальным возможностям, следование концепции

Рис. 1 Основные направления применения метода моделирования в педагогике

Содержание обучения должно предопределять возможность реализации целей обучения и, в частности, целей обучения компьютерному имитационному моделированию:

• формирование у студентов научной системы взглядов на теорию, этапы и условия необходимости применения имитационного моделирования;

• овладение студентами теоретическими и практическими знаниями компьютерного имитационного моделирования, способами моделирования сложных систем и объектов;

• выработка умений рационального применения данного метода, обучение анализу полученных результатов с различных точек зрения (оптимальности, достоверности);

• развитие самостоятельной познавательной и исследовательской деятельности студентов,

• установление межпредметных связей;

формирование профессиональной компетентности будущих педагогов в области применения метода компьютерного имитационного моделирования, формирование методических аспектов по данному разделу.

В теории компьютерного имитационного моделирования важнейшую роль играет понятие — событие. В том случае, если модель строится с целью изучения причинно-следственных связей, присущих системе, описание её поведения в терминах событий является «самодостаточным». Если же исследователя интересует не только логика смены состояний моделируемой системы, но и временные параметры её работы, механизм событий служит основой для представления в модели работ, процессов и транзакгов Поэтому понятие события должно стать основным в содержания обучения студентов специальности профессиональное обучение (информатика, вычислительная техника, компьютерные технологии) компьютерному имитационному моделированию

В третьем параграфе определено, что эффективным способом снижения трудоемкости изучения компьютерного имитационного моделирования является использование событийно-графового подхода на этапе формализации, являющегося универсальным и наглядным графическим методом имитационного моделирования систем, позволяющим более полно изучить методологию моделирования При моделировании системы метод представления событий с помощью графов может бьггь использован для упрощения структуры и выявления некоторых видов ошибок Он бывает особенно полезен в сложных моделях с большим количеством взаимосвязанных событий.

Сущность событийно-графового подхода заключается в построении временного событийного графа, представляющего модель процесса функционирования дискретной системы в терминах событий Событийное моделирование используется для построения модели, отражающей развитие системы во времени, когда состояния переменных меняются мгновенно в конкретные моменты времени. В такие моменты времени происходят события, при этом событие определяется как мгновенное возникновение, которое может изменить состояние системы.

Событийный граф описывает причинно-следственные связи между событиями, происходящими в системе. События представляются в виде вершин графа. Причинно-следственные связи между событиями, для которых определяют временные характеристики, обозначаются направленными дугами, с указанием времени. Разновидностью событийных графов являются событийные алгоритмы, в которых для описания процессов вводятся дополнительные вершины условные и распараллеливания

Событийно-графовый подход в компьютерном имитационном моделировании является научно обоснованным, что удовлетворяет одному из дидактических принципов Его использование позволяет графически представлять информационные модели в обучении, что имеет свои преимущества, скорость, надежность, точность восприятия, запоминания и

переработки информации, агрегирование большого числа характеристик, что приводит к поддержке представления об объектах повышенной сложности.

В параграфе отражены основные элементы событийных графов, этапы построения, основные компоненты программы событийной компьютерной имитационной модели и их организация, значимые для изучения будущими педагогами. Предложено и обосновано использование в качестве средства обучения событийно-ориентированного языка имитационного моделирования БМРЬ Выявлено, что при использовании в обучении моделированию универсальных языков программирования, а также их процедурных расширений, можно изучить внутреннюю организацию процесса моделирования, что обычно скрыто или труднодоступно в пакетах имитационного моделирования. В тоже время происходит закрепление ранее изученного материала по программированию за счет повторения.

Во второй главе «Разработка методики обучения компьютерному имитационному моделированию будущих педагогов на основе применения событийно-графового подхода» строится методическая система обучения компьютерному имитационному моделированию.

В первом параграфе разрабатывается модель методической системы обучения разделу «Компьютерное имитационное моделирование на основе применения событийно-графового подхода». Построить модель методической системы обучения — это значит, как минимум, охарактеризовать ее место (роль и взаимосвязи в метасистеме), определить ее совокупные свойства; задать ее структуру.

Выясняя роль методической системы обучения, можно сказать, что в совокупности теория создания компьютерных имитационных моделей на основе применения событийно-графового подхода для студентов, обучаемых по специальности профессиональное обучение (информатика, вычислительная техника, компьютерные технологии) будет являться.

• объектом изучения и позволит обучить созданию имитационных моделей реального мира, в котором каждому явлению, процессу или участнику в каждый промежуток или момент времени его существования будет соответствовать уникальный информационный аналог,

• одним из подходов построения и оптимизации объектов профессиональной педагогической деятельности, позволяющим отслеживать динамику изменения процессов во времени;

• средством наглядности и межпредметной интеграции дисциплин, за счет комплексности и системности сбора, обработки и анализа информации, концентрации в рамках единого информационного поля взаимосвязанных объектов разнородной структуры;

• основой для овладения способами получения, систематизации и применения знаний, что позволит учитывать, хранить и анализировать информацию о структуре и содержании связей и отношений объектов реального мира,

одним из способов воспитания профессиональнозначимых качеств личности (логического, конструктивного, творческого, алгоритмического мышления; активации познавательной и самостоятельной деятельности).

Для определения места методической системы обучения предлагаемому разделу в системе профессиональной подготовки будущих педагогов строится модель междисциплинарных связей (рис. 2). Эффективным является включение раздела в дисциплину «Математическое моделирование».

Информатика 1-3 ссм

Математика 1-3 сем

Магтсм-ая логика 1 сем

Физика 2-3 сем

Философия 3 сем

Операционные

системы ДС |

3 сем !

Языки н системы программирования 4-5 семестр

СД

Мвтематаческое ; моделирован»?

Базы данных и управление ими 6 сем сд

Педагогические программные средства 8 сем сд

Компьютерная

и моделирование 14 сем

дс

Компьютерное

моделирование дс

электронных

устройств

4 сем

Экономика 5 сем ГСЕ |

Экономические аспекта информатизации 5 сем ГСЕ.В |

Социология 5 сем ГСЕ.В

Социальная информатика 5 сем ГСЕ.В

Педагогические технологии беем опд

Методика профессионального обучения 6 сем ОПД

Методы оптимизации 6 ссм ЕН.В

Дискретный анализ беем ЕН.В

«КИМ на основе применения СГП» — Компьютерное имитационное моделирование на основе применения событийно-графового подхода»

I Сь — Цшя общих гуманитарных в ОПД—Цшшобщспрофесснояалькыхдисциплин

социально-экономических дисциплин

СД — Цикл специальных дисциплин

ЕН — Цикл общих математических и естественнонаучных дисциплин

ДС — Дисциплины ЕН.В — Дисциплины по выбору шасла специализации

цикла общих математических и естественнонаучных дисциплин

Рис. 2. Модель включения раздела компьютерного имитационного моделирования на основе междисциплинарных связей

На основе технологического подхода к обучению строится структура методической системы обучения разделу, содержащая следующие компоненты (модели)- целевой, содержательный; методический, процессуальный

На основе ранее определенных целей обучения компьютерному имитационному моделированию выделяются структурные содержательные единицы, составляющие основу лекционных занятий и направленные на первичное овладение знаниями-

1 Сущность компьютерного имитационного моделирования, как метода анализа сложных систем имитационного моделирования Основные понятия и элементы. Принципы построения и классификация компьютерных имитационных моделей.

2. Этапы компьютерного имитационного моделирования и организация систем компьютерного имитационного моделирования

3 Программное обеспечение компьютерного имитационного моделирования. Событийно-ориентированный язык моделирования (на примере 8МРЬ). Генерирование случайных величин.

4 Компьютерное имитационное моделирование на основе использования событийно-графового подхода Основные элементы формализации модели и представления в виде событийного графа

5 Основные этапы проведения компьютерного имитационного моделирования при использовании событийно-графового подхода

6 Анализ и интерпретация результатов компьютерного имитационного эксперимента

Для углубленного изучения дисциплины предназначены лабораторные или практические занятия Предлагается использовать лабораторно-практические работы, охватывающие компьютерное имитационное моделирование явлений и процессов различной природы с использованием собьггийно-графового подхода

• поведения социальной группы,

• изменения состояния экономических запасов на предприятии в условиях неопределенности;

• интерактивного обучения,

• процесса изучения и сдачи учебного модуля,

• функционирования логических схем

Традиционные методы проведения занятий зачастую не позволяют в полной мере реализовать их дидактический потенциал. Необходим поэтапный переход в ходе проведения лабораторно-практических и лекционных занятий от объяснительно-иллюстративных методов обучения к творческим (рис.3). Это позволит произвести постепенный переход от методов, предполагающих сравнительно простые мыслительные способности, к методам, опирающимся на сложные, в соответствии с классификацией предложенной Б Блумом, а также будет способствовать дифференциации обучения будущих педагогов профессионального обучения, в основе чего лежит необходимость учета индивидуальных особенностей студентов.

Рис. 3. Поэтапный переход в ходе проведения занятий от объяснительно-иллюстративного метода обучения к творческому

Лаборяггорно-пржтачнкн работы

Функционирования мкъчпаа схчм

Методы обучения

Процесса изучения и сдачи учебного модуля

{зввнохще&шШ.

Иитеротиенрго общения Изменения состояния

Репродуктивный

Мыслительные способности

Во втором параграфе конкретизированы цели лабораторного практикума:

• добиться от студентов более полного и качественного усвоения основных понятий изучаемой науки, ее законов и теоретических положений;

• сформировать у обучающихся умения применять полученные знания на практике, переносить их из одной предметной области в другую;

• научить студентов систематизировать и обрабатывать полученную информацию, уметь представлять отчет в удобной форме (в виде таблиц, графиков, диаграмм и т. д.);

• стимулировать развитие интереса к изучаемой науке и умение применять новые формы и методы обучения, используя современные технические и компьютерные средства;

активизировать самостоятельную познавательную деятельность, творческое отношение к выполняемой работе, стремление не только отвечать на поставленные вопросы, но и, в большей степени, самим ставить перед собой задачи, выдвигать гипотезы и предложения.

Выделены основные дидактические принципы, играющие ведущую роль в процессе организации и проведения лабораторного практикума по разделу «Компьютерное имитационное моделирование на основе применения событийно-графового подхода»: научности, доступности, наглядности, систематичности, последовательности, связи теории с практикой, активности (самостоятельности), адекватности. Разработка лабораторного практикума, базирующегося на этих принципах, позволяет говорить о более эффективной организации процесса изучения основ компьютерного имитационного моделирования будущими педагогами профессионального обучения и повышении уровня их познавательной деятельности.

Подробно отражены на примере из первой лабораторно-пракгической работы основные этапы компьютерного имитационного моделирования на основе использования событийно-графового подхода, которым будут следовать будущие педагоги при выполнении лабораторно-практических работ. Организация лабораторно-практических работ вытекает из предметного содержания, что позволяет сохранить систему знаний и логику изучаемой науки.

В третьем параграфе рассматривается методическая специфика организации обучения разделу «Компьютерное имитационное моделирование на основе применения событийно-графового подхода» будущих педагогов специальности 030500 06 — Профессиональное обучение (информатика, вычислительная техника и компьютерные технологии) В параграфе достаточно подробно представлено содержание каждой лабораторно-пракгической работы и методы обучения, используемые в ходе проведения работ

Отмечено, что большое значение необходимо уделять эффективной организации самостоятельной работы студентов по изучению раздела, по причине ограниченного количества аудиторных часов, выделенных на изучение дисциплины «Математическое моделирование», а также наглядности, за счет использования наглядных форм организации обучения, в силу большого графического материала и необходимости представления программной реализации компьютерных имитационных моделей.

Подготовка студентов к выполнению лабораторно-практических работ по разделу «Компьютерное имитационное моделирование на основе применения событийно-графового подхода» связана с эффективно организованной внеаудиторной деятельностью по повторению лекционного основного учебного материала, изучением учебно-методической и дополнительной литературы. Изучение материала по тематике занятия необходимо для достижения целей и решения задач, в процессе выполнения которых студенты будут углублять свои знания, а также совершенствовать умения и навыки

Последнюю лабораторно-практическую работу необходимо реализовать в виде краткосрочного проекта. С помощью метода проектов возможно обучить студентов, выявлять и формулировать проблемы, проводить их анализ, находить пути их решения; большое значение имеет умение работать с информацией; находить необходимый источник, например, данные в справочной литературе или в средствах массовой информации, применять полученную информацию для решения поставленных задач.

Компьютерному имитационному моделированию может бьггь посвящено выполнение курсовых проектов, выпускных квалификационных работ.

При выполнении лабораторно-практических работ для организации обратной связи необходима система контроля усвоения теоретических знаний, практических и экспериментальных умений и навыков Этой цели служит система вариативных заданий, контрольные вопросы (в основном для самоконтроля) и защита каждой лаборагорно-практической работы по

подготовленным отчетам, а также выполнение и защита исследовательского проекта. Итоговый уровень развития знаний, умений и навыков студентов будет суммироваться из результатов ряда промежуточных защит и итогового отчета по исследовательскому проекту

В четвертом параграфе определяется экспериментальная оценка эффективности методов и организации методики преподавания раздела «Компьютерное имитационное моделирование на основе применения событийно-графового подхода»

Экспериментальная проверка полученных в исследовании материалов проводилась в Курском государственном университете на базе факультета информатики и вычислительной техники с 2003 г по 2007 г.

Определены цели, задачи и этапы экспериментального исследования (констатирующий — 2003 - 2004 учебный год; поисковый — 2004 - 2005 учебный год, формирующий и контролирующий — 2005 - 2007 учебные годы).

На этапе констатирующего эксперимента была определена значимость раздела компьютерного имитационного моделирования для подготовки студентов специальности профессиональное обучение. В то же время было проведено анкетирование 12 преподавателей факультета информатики и вычислительной техники ЮГУ, проводящих занятия у будущих педагогов по смежным дисциплинам, которое определило, что основные разделы компьютерного имитационного моделирования отражены в системе профессиональной подготовки очень слабо (многие вовсе отсутствуют), а если отражены, то только на теоретическом уровне. Выявлено, что на метод компьютерного имитационного моделирования опираются некоторые дисциплины, но для более детального изучения разделов этих дисциплин не достаточно практических умений и навыков студентов, что приводит к увеличению времени изучения

На этапе поискового эксперимента проектировалась и конструировалась модель методической системы обучения компьютерному имитационному моделированию. Разрабатывалась программа раздела, а также — учебно-методический материал для проведения лекционных и лабораторно-практических занятий. Определялись методы проведения занятий и их основные этапы Результатом этого этапа явилась разработка методического обеспечения Материал для изучения каждой лабораторно-практической работы опубликован в виде статей

Основная цель формирующего и контролирующего этапов заключалась в проверке гипотезы и эффективности предложенной методической системы обучения Для этого были выбраны две группы 2 курса, сформированные из студентов специальности профессиональное обучение (информатика, вычислительная техника и компьютерные технологии) факультета информатики и вычислительной техники КГУ. контрольная, состоящая из 18 человек (2005-2006 учебный год), и экспериментальная, состоящая из 19 человек (2006-2007 учебный год) Всего в эксперименте принимало участие 37 студентов 2 курса. Были подобраны группы студентов с примерно одинаковым уровнем успеваемости (о чем свидетельствовали

результаты зачетов и экзаменов), занятия проводились одним и тем же преподавателем

После изучения курса «Математическое моделирование» в контрольной и экспериментальной группах проводился контрольный срез из шести заданий, которые были дифференцированы по уровням мыслительных способностей, согласно дополненной и переработанной в соответствии с данным исследованием методике проверки знаний, разработанной В И. Травинским Предлагаемые задачи, разработанные в соответствии с классификацией Б Блума для прверки 6 уровней мыслительных способностей, позволили ввести следующую шкалу оценки достигнутого уровня мыслительных способностей и знаний 1 задание — 1 балл, 2 задание — 2 балла, и т д Максимальный балл за выполненную контрольную работу составил 21 балл, минимальный — О баллов

Для оценки различий полученных результатов в экспериментальной и контрольной группах использовали медианный критерий В данном случае, значение статистики Тва6л = 6,19 В соответствии с правилом принятия решения, так как верно неравенство Тнабл > Ткрит (6,19 > 3,84), нулевая гипотеза Но на уровне значимости а=0,05 и одной степени свободы критическое значение статистики Ткрит = 3,84 отклоняется, альтернативная Н — принимается-медианы распределений студентов по числу баллов за выполнение работы различны в совокупностях студентов контрольной и экспериментальной групп При этом результаты студентов экспериментальной группы имеют тенденцию бьггь выше результатов студентов контрольной группы, то есть степень сформированное™ проверяемых мыслительных способностей и знаний выше в экспериментальной группе Это подтверждают также средние баллы по группам (3,2 в контрольной и 3,9 в экспериментальной). В условиях проведенного эксперимента с помощью медианного критерия выполнены все допущения, необходимые для его применения.

В ходе проведения эксперимента выяснялась профессиональная направленность методической системы обучения разделу «Компьютерное имитационное моделирование на основе применения событийно-графового подхода» Отношение студентов к компьютерному имитационному моделированию определялось до и после изучения в экспериментальной группе, состоящей из 19 человек В этих условиях возможно применение критерия Макнамары для выявления тенденции в изменении отношения студентов к данному разделу после изучения, так как выполнены все допущения данного критерия

Результаты двукратного опроса студентов представлены в таблице 1 ____Таблица 1

Второй опрос Итого

Первый опрос да нет

нет а = 6 Ь — 2 8

да с = 10 <1=1 11

Итого 16 3 19

Проверялась гипотеза Но изучение данного раздела не оказывает влияния на отношение студентов к компьютерному имитационному моделированию, как к одному из основных разделов для изучения. Альтернативная гипотеза Н1 формулируется следующим образом изучение данного раздела положительно повлияло на отношение студентов к компьютерному имитационному моделированию, как к одному из основных разделов для изучения. На уровне значимости а=0,05 гипотеза Н0 в данном эксперименте отклоняется и принимается альтернативная гипотеза Нь Таким образом, на основе результатов проведенного эксперимента можно сделать вывод о том, что разработанный раздел компьютерного имитационного моделирования на основе применения событийно-графового подхода способствует формированию положительного отношения студентов к компьютерному имитационному моделированию

Обоснованность выводов экспериментального исследования подтверждается длительностью эксперимента, его повторяемостью, сопоставлением данных, полученных с помощью различных методов педагогического исследования, статистическими методами обработки результатов педагогического эксперимента Результаты педагогического эксперимента свидетельствуют о том, что основная цель исследования достигнута- разработанная система успешно функционирует. Ее внедрение обеспечивает необходимый уровень предметной подготовки педагогов профессионального обучения

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В процессе теоретического и экспериментального исследования в соответствии с его целью и задачами получены основные выводы и результаты

1 Анализ научной и учебно-методической литературы показал, что подготовка педагогов профессионального обучения (информатика, вычислительная техника и компьютерные технологии) в области компьютерного имитационного моделирования должна стать необходимой задачей в их профессиональном становлении и фундаментальным аспектом их информационно-технологической части образования Необходимо рассматривать компьютерное имитационное моделирование, не только как способ включения информационных технологий в систему обучения, но и как метод исследования, управления и построения системы образования и ее элементов Компьютерное имитационное моделирование представлено в содержании обучения будущих педагогов не только как новая информационная технология, но и как метод исследования и оптимизации системы образования

2 Опираясь на сформулированные положения отбора, выявлены содержательные особенности компьютерного имитационного моделирования, значимые для будущих педагогов профессионального обучения Определена и обоснована необходимость использования в основе содержания обучения событийно-графового подхода в силу того, что в теории компьютерного имитационного моделирования ведущую роль играет понятие — событие

Установлено, что эффективным способом снижения трудоемкости изучения компьютерного имитационного моделирования является использование событийно-графового подхода, который является универсальным и наглядным графическим методом формализации имитационных моделей

3 Построена модель методической системы обучения разделу «Компьютерное имитационное моделирование на основе применения событийно-графового подхода». Определено, что конструирование учебного процесса должно осуществляться путем построения многоуровневой иерархической системы четырех моделей (целевой, содержательной, методической, процессуальной), то есть на основе технологического подхода к обучению. Обоснована целесообразность организации лабораторно-практических работ с поэтапным переходом от объяснительно-иллюстративных методов обучения к творческим. Обоснована необходимость использования в качестве средства обучения событийно-ориентированного языка имитационного моделирования 8МРЬ

4. Разработан необходимый учебный материал для проведения лабораторного практикума по разделу «Компьютерное имитационное моделирование на основе применения событийно-графового подхода» Содержание лабораторно-практических работ ориентированно на межпредметную интеграцию и элементы педагогической деятельности (поведение социальной группы; изменение состояния экономических запасов на предприятии в условиях неопределенности, интерактивное обучение; процесс изучения и сдачи учебного модуля, функционирование логических схем) Разработаны основные этапы выполнения работ.

5. В ходе педагогического эксперимента подтверждена гипотеза исследования разработанная методическая система раздела «Компьютерное имитационное моделирование на основе применения событийно-графового подхода» способствует более глубокому усвоению знаний и эффективному формированию умений и навыков при подготовке будущих педагогов профессионального обучения по информатике.

Все это дает возможность считать, что поставленные задачи исследования решены в полной мере

Дальнейшего изучения требует исследование возможности использования результатов данной работы при подготовке других педагогических специальностей, рассмотрение вопросов разработки программного педагогического продукта для создания и исследования компьютерных имитационных моделей на основе событийно-графового подхода в учебных целях; создание методических и дидактических пособий по компьютерному имитационному моделированию для педагогических специальностей

По теме диссертационного исследования опубликованы работы:

В изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Подготовка будущих педагогов в области компьютерного имитационного моделирования [Текст] // Информатика и образование №5, Москва Изд-во «Образование и Информатика», 2007 - С 112-114

2 Основные аспекты обучения будущих педагогов компьютерному моделированию [Текст] // Омский научный вестник, Серия «Общество. История Современность»№1(51),Омск ОмГПУ,2007 -С. 159-162

Иные научные статьи, тезисы докладов:

3 Обучение компьютерному моделированию на основе использования событийно-графового подхода [Текст] // Вестник Московского городского педагогического университета Серия «Информатика и информатизация образования» № 2(7), Москва МГПУ, 2006 - С 15-18 (В соавторстве Бабкин Е А, 50%)

4 Имитационное моделирование поведения социальных групп [Текст] // Актуальные проблемы государственного и муниципального управления содержание и механизмы трансформации. В Ш т Т Ш Система государственного и муниципального управления современные подходы и институциональные основа Сб науч ст по материалам конференции / Под общей ред Ермакова. - Курск Изд-во КИГМС, 2006 - С 73 - 81 (В соавторстве Бабкин Е А, 50%)

5 Вопросы обучения студентов компьютерному моделированию на основе событийно-графового подхода [Текст] // Образование, наука, производство и управление Сборник трудов международной научно-практической конференции В 4-х т - Старый Оскол «ТНТ», 2006 - Т 1. С 2427 (В соавторстве Бабкин Е А, 50%)

6 Развитие исследовательских способностей студентов в процессе обучения компьютерному моделированию на основе использования событийно-графового подхода [Текст] // Модернизация системы профессионального образования на основе регулируемого эволюционирования материалы V Всероссийской научно-практической конференции в 6 ч Ч 5 / Челяб Ин-т перепод и пов квал раб образ, отв Ред Д Ф Ильясов -Челябинск Изд-во «Образование», 2006 - С 66-73. (В соавторстве Бабкин Е А, 50%)

7 Изучение стохастических моделей логических схем в курсе «Компьютерное моделирование» [Текст] // Качество подготовки кадров в условиях модернизации образования Сборник материалов итоговой учебно-методической и научной конференции профессорско-преподавательского состава и научно-педагогических работников Курского государственного университета - Курск Курск гос ун-т, 2005 Ч II - С 217-219

Травкин Евгений Иванович

Подготовка будущих педагогов профессионального обучения в области компьютерного имитационного моделирования на основе применения событийно-графового подхода

Автореферат

Лицензия ИД № 06248 от 12.11 2001 г Подписано в печать 10 04 08 г Формат 60x84/16 Бумага офсетная Печать офсетная Тираж 100 экз. Заказ № 1834

Издательство Курского госуниверситета 305000 г Курск, ул Радищева 33

Отпечатано в лаборатории информационно-методического обеспечения КГУ

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Травкин, Евгений Иванович, 2008 год

ВВЕДЕНИЕ.:.

Глава 1 ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА ОБУЧЕНИЯ КОМПЬЮТЕРНОМУ

ИМИТАЦИОННОМУ МОДЕЛИРОВАНИЮ БУДУЩИХ ПЕДАГОГОВ.

§1.1 Роль и место компьютерного имитационного моделирования в процессе предметной подготовки педагогов профессионального обучения.;.

§ 1.2 Содержательные особенности компьютерного имитационного моделирования, значимые для подготовки будущих педагогов профессионального обучения.

§ 1.3 Событийно-графовый подход моделирования как основа содержания обучения компьютерному имитационному моделированию.

Выводы к главе 1.

Глава 2 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОБУЧЕНИЯ КОМПЬЮТЕРНОМУ ИМИТАЦИОННОМУ МОДЕЛИРОВАНИЮ БУДУЩИХ ПЕДАГОГОВ НА

ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ СОБЫТИЙНО-ГРАФОВОГО ПОДХОДА.

§2.1 Разработка модели методической системы обучения компьютерному имитационному моделированию на основе применения событийнографового подхода.

§2.2. Формирование системы лабораторно-практических работ и основные этапы их выполнения.

§2.3 Методические и содержательные рекомендации по обучению компьютерному имитационному моделированию на основе применения событийно-графового подхода.

§2.4 Экспериментальная оценка эффективности методов и организации методики преподавания компьютерного имитационного моделирования

Выводы к главе 2.

Введение диссертации по педагогике, на тему "Подготовка будущих педагогов профессионального обучения в области компьютерного имитационного моделирования на основе применения событийно-графового подхода"

Актуальность и постановка проблемы. Информатизация общества, быстрый научно-технический прогресс определяют обращение к разработке и исследованию объектов и систем, имеющих сложную структуру и связи между элементами, большое количество параметров и переменных. Одним из самых мощных и наиболее эффективных методов исследования и анализа процессов и систем самой различной природы и степени сложности является метод компьютерного имитационного моделирования. Метод компьютерного имитационного моделирования развивался в работах Р. Шеннона, Т. Дж. Шрайбера, Н.П. Бусленко, В. Кельтона и P.A. Jloy, Б.Я. Советова, С.А. Яковлева, В.М. Глушкова, Ю.И. Рыжикова и др.

Имитационное моделирование, на сегодня, становится более зрелой технологией компьютерного моделирования, поэтому наблюдается устойчивый рост приложений этого метода в самых различных областях. Это обуславливает необходимость высококвалифицированной подготовки педагогов профессионального обучения (информатика, вычислительная техника и компьютерные технологии) в области компьютерного имитационного моделирования, так как государственный образовательный стандарт специальности определяет, что «педагог профессионального обучения организует и проводит теоретическое обучение по общепрофессиональным и специальным учебным предметам, а также производственное (практическое) обучение по группам родственных профессий в области информатики, вычислительной техники и компьютерных технологий, основанное на сочетании практического обучения с производительным трудом при использовании передовых информационных технологий, внедрении их в процесс обучения» [39, с. 2]. Поэтому подготовка педагогов профессионального обучения (информатика, вычислительная техника и компьютерные технологии) в области компьютерного имитационного моделирования' должна стать необходимой задачей в их профессиональном становлении и фундаментальным аспектом их информационно-технологической части образования. Область разработки и исследования компьютерных имитационных моделей — это одно из приоритетных направлений современной информатики и вычислительной техники. Анализу общеобразовательного значения информатики, отбору учебного материала для этой дисциплины и методики преподавания

I < . , посвящены исследования А.П. Ершова, В.Г. Житомирского, А.Г. Гейна, A.A. Кузнецова, М.П. Лапчика, А.Г. Кушниренко, В.М. Монахова, С. А. Бешенкова, И.В. Роберт, И.Г. Семакина и др.

С внедрением информационных технологий почти во все сферы человеческой деятельности всё большую практическую значимость приобретают знания, умения и навыки, способствующие высокому интеллектуальному, творческому и логическому развитию личности. Это особо подчеркивалось в - государственных документах, отражающих направления обновления образования, в Законе Российской Федерации «Об образовании», в «Концепции модернизации Российского образования на период до 2010 года». Поэтому система образования, направленная на реализацию современных требований, предъявляемых к ней, должна ориентировать процесс обучения на формирование системного мышления и умений работы с большими объемами быстро изменяющейся информации. Это поможет готовить специалистов, способных оперативно использовать свое образование в зависимости от общественных потребностей и развивать различные формы самообразования в быстро изменяющейся информационной среде.

В связи с этим требуется существенное изменение системы обучения и возникает проблема поиска и использования максимально действующих и эффективных методик, форм и содержания обучения с применением новых информационных технологий (НИТ) в учебном процессе. Исследование вопросов использования НИТ в системе образования, выполненное в работах В.П. Беспалько, Т.С. Буториной, Я.А. Ваграменко, Т.П. Ворониной, В.П. Кашицина, О.П. Молчановой, И.Е. Вострокнутова, С.Г. Григорьева, В.В. Гриншкуна, С.И. Макарова, К.П. Кречетникова, A.B. Могилева, В.М. Монахова, Е.С. Полат, И.В. Роберт, и др., говорит о важности и своевременности изучения данной проблемы.

Исследования дидактических и методических потенциалов НИТ показывают, что компьютерное имитационное моделирование, как часть математического моделирования, является наиболее перспективным способом включения НИТ в обучение, позволяющим удовлетворить современные требования, предъявляемые к системе образования. Методология математического моделирования является ядром информационных технологий и всего процесса информатизации общества [124].

В опубликованных работах Н.М. Амосова, Э.Ю. Верник, Б.А.Глинского, JI. Я. Зориной, К.Б. Малышева, И.Б. Новик, В.О. Пинского, Н.Г. Салминой, В.А. Штофа и др., посвященных проблемам обучения моделированию, обозначено, что учебное моделирование является достаточно эффективной технологией развития продуктивного научно-теоретического мышления, формирования таких личностно и профессионально значимых качеств, как системность знаний, познавательный интерес и мотивация к учебной деятельности. Моделирование реальных ситуаций, соответствующих специфике выбранной профессии, предполагающих решение проблем, стало своего рода эмпирической традицией в обучении. Системный подход к решению проблемы позволяет выделять варианты правильных и ошибочных решений, выбирать критерии нахождения оптимального решения, учиться анализировать проблемы профессиональной деятельности.

Нельзя недооценивать роль учебного компьютерного имитационного моделирования в области формирования предметной взаимосвязи естествознания, техники, гуманитарных наук и понимания научного мировоззрения различных явлений и процессов. Этот факт прослеживается-в научных публикациях Т.А. Арташкиной, Р.В. Габдреева, Ю;А. Кусого, A.A. Пинского, B.C. Безруковой, Н.Ф. Борисенко, В.И. Вершиненой, В.И. Жилина H.A. Лошкаревой и др. Проведение межпредметной интеграции посредством' моделирования обусловлено применением в процессе исследования- целого ■ комплекса обобщенных приемов учебной деятельности (анализ, синтез, индукция, дедукция и др.).

Государственный образовательный стандарт высшего профессионального- образования- (ГОС ВПО) специальности 030500:06' — Профессиональное обучение (информатика, вычислительная техника и' компьютерные технологии)- содержит достаточно большое количество требований' к профессиональной подготовленности специалиста, тем или иным способом опирающихся на методы компьютерного моделирования. С другой стороны, в нем отсутствует как дисциплина «Компьютерное имитационное моделирование», так и ее подразделы. Все это определяет особую актуальность и практическую значимость включения компьютерного имитационного моделирования в процесс обучения студентов специальности 030500.06 — Профессиональное обучение (информатика, вычислительная техника и компьютерные технологии) как целостной методической системы и метода, эффективно формирующего у будущих педагогов личностно и профессионально значимых качеств. Компьютерное имитационное моделирование будет способствовать развитию мышления и формированию целостной системной картины мира, являться, одним из научно обоснованных методов познания, широко используемым в различных областях наук.

Традиционным подходом к созданию имитационных моделей является использование универсальных или специальных языков программирования, что приводит к написанию запутанных и сложных моделирующих программ. Это обуславливает сложность изучения компьютерного имитационного моделирования. Эффективным способом снижения трудоемкости- изучения компьютерного моделирования является использование событийно-графового подхода, являющегося универсальным и наглядным графическим методом создания имитационных моделей, позволяющим более полно изучить методологию моделирования. Графическое представление информационных моделей в обучении имеет ряд преимуществ. Событийно-графовый подход является научно обоснованным, что удовлетворяет одному из дидактических принципов. Важно подчеркнуть, что событийно-графовый подход позволяет моделировать и сам процесс обучения, что дает возможность для студентов на реальных данных моделировать и проводить анализ сложных систем, а для преподавателей корректно проводить занятия с точки зрения оптимального использования аудиторного времени. Развитие идей имитационного событийного моделирования и представление моделей с помощью графов отражено в работах М. Брейера [1], Л. Шрубена [153], В. Кельтона и Р. А. Лоу [64], Е.А. Бабкина [9], А. Прицкера [113], Г.Ф. Хахулина [136], C.B. Монахова [95] и др.

Таким образом, имеется противоречие между значимостью изучения компьютерного имитационного моделирования будущими педагогами профессионального обучения (информатика, вычислительная техника и компьютерные технологии) и отсутствием системы обучения этой области знаний в их подготовке по информатике.

В связи с этим актуальность исследования обусловлена необходимостью совершенствования подготовки в области компьютерного имитационного моделирования будущих педагогов профессионального обучения, в основе содержания которого необходимо использовать событийно-графовый подход.

Возможны пути разрешения противоречия на основе: 1. Определения целей, методов, средств обучения, формирования содержания, исходя из развития стандарта и создания методических рекомендаций обучения компьютерному имитационному моделированию на основе применения событийно-графового подхода.

2. Внедрения раздела «Компьютерное имитационное моделирование на основе применения событийно-графового подхода» в систему подготовки по информатике будущих педагогов профессионального обучения (информатика, вычислительная техника и компьютерные технологии).

Объект исследования — система профессиональной подготовки будущих педагогов в области компьютерного имитационного моделирования.

Предмет исследования — содержание, методы, формы и средства обучения компьютерному имитационному моделированию студентов педагогического вуза на основе использования событийно-графового подхода.

Цель исследования — совершенствование подготовки будущих педагогов специализации информатика, вычислительная техника и компьютерные технологии в области компьютерного имитационного моделирования за счет использования событийно-графового подхода, направленное на формирование у педагогов готовности к профессиональной деятельности.

Гипотеза исследования — эффективность предметной подготовки педагогов профессионального обучения повысится, если в систему их обучения в курс «Математическое моделирование» будет включен раздел «Компьютерное имитационное моделирование на основе применения событийно-графового подхода».

В соответствии с поставленной целью и выдвинутой гипотезой были поставлены и решались следующие задачи исследования:

1. Проанализировать содержание и структуру Государственного образовательного стандарта специальности, научную литературу на предмет значимости введения раздела компьютерного имитационного моделирования в систему обучения будущих педагогов.

2. Обосновать необходимость использования событийно-графового подхода как основы содержания раздела компьютерного имитационного моделирования в процессе обучения педагогов.

3. Создать модель методической системы обучения, определить цели, содержание, средства, методы и формы обучения студентов основам компьютерного имитационного моделирования с использованием событийно-графового подхода.

4. Разработать систему лабораторно-практических работ с учетом межпредметных связей, а также ориентированных на изучение элементов профессиональной педагогической деятельности.

5. Экспериментально проверить эффективность методов и организации разработанной методики обучения раздела «Компьютерное имитационное моделирование на основе применения событийно-графового подхода».

Для решения поставленных задач в диссертационном исследовании использовались следующие методы:

1. изучение и анализ научной, философской, дидактической, методической и специальной литературы по проблематике исследования; анализ ГОСВПО, программ, учебных пособий и методических рекомендаций по компьютерному имитационному моделированию;

2. анкетирование, беседа с преподавателями и студентами, наблюдение за ходом учебного процесса и деятельностью студентов;

3. опытно-экспериментальная работа, математическая обработка эмпирического материала, анализ и обобщение опытно-экспериментальной работы.

Методологической основой исследования являются теоретические и экспериментальные работы:

• по дидактике: К.Д. Ушинского, В.Н. Максимовой, A.B. Петровой, Т.Л. Понаморенко, JI.JT. Макаровой, Т.А. Арташкиной, Р.В. Габдреева, A.A. i

Пинского, B.C. Безруковой, Н.Ф. Борисенко, В.И. Вершиненой, В.И. Жилина H.A. Лошкаревой;

• отражающие технологический подход к обучению: Б. Блума, В.А.Беспалько, С.А. Бешенкова, А.Г. Гейна, С.Г. Григорьева, А.И. Умана;

• посвященные разработке и анализу дидактических принципов обучения: Я.А. Коменского, Г.И. Песталоцци, К.Д. Ушинского, И.П. Подласого, П.Ф. Каптерева, Ю.К. Бабанского, Л.В. Занкова, В.А. Сластенина, В.А. Ситарова и других A.B. Могилева, С.А. Титоренко;

• отражающие современные концепции компьютеризации и информатизации образования: В.П. Беспалько, Т.С. Буториной, Я.А.

Ваграменко, Т.П. Ворониной, В.П. Кашицина, О.П. Молчановой, И.Е. Вострокнутова, С.Г. Григорьева, В.В. Гриншкуна, С.И. Макарова, К.П. Кречетникова, A.B. Могилева, В.М. Монахова, Е.С. Полат, И.В. Роберт;

• посвященные проблемам обучения моделированию: Н.М. Амосова, Э.Ю. Верник, Б.А.Глинского, Л. Я. Зориной, К.Б. Малышева, И.Б. Новик, В.О. Пинского, Н.Г. Салминой, В.А. Штофа;

• по теории компьютерного имитационного моделирования: Р. Шеннона, Т. Дж. Шрайбера, Н.П. Бусленко, В. Кельтона, Р. А. Лоу, Б.Я. Советова, С.А. Яковлева, В.М. Глушкова, Е.А. Бабкина, Ю.И. Рыжикова;

• посвященные имитационному событийному моделированию и представлению моделей с помощью графов: М. Брейера, Л. Шрубена, В. Кельтона и Р. А. Лоу, Е.А. Бабкина, А. Прицкера, Г.Ф. Хахулина.

Научная новизна представленного исследования заключается в следующем:

1. Предложены подходы предметной подготовки педагогов профессионального обучения в области компьютерного имитационного моделирования на основе применения событийно-графового подхода.

2. Определены принципы построения и организации методической системы обучения компьютерному имитационному моделированию на основе технологического подхода, структуризации содержания, а также поэтапного перехода от объяснительно-иллюстративных к творческим методам организации проведения лабораторно-практических работ.

3. Дополнена и переработана система этапов проведения компьютерного имитационного моделирования с учетом использования ее для проведения лабораторно-практических работ. Система ориентирована на применение событийно-графового подхода имитационного моделирования.

4. Разработан комплекс имитационных моделей для изучения с учетом межпредметных связей, в него также вошли модели, ориентированные на изучение элементов профессиональной педагогической деятельности будущих педагогов.

Теоретическая значимость исследования заключается в том, что обоснована необходимость введения дополнительного раздела «Компьютерное имитационное моделирование на основе применения событийно-графового подхода» в курс «Математическое моделирование» для будущих педагогов профессионального обучения; построена модель методической системы обучения и определены основные методы обучения, необходимые для развития мыслительных способностей различных уровней в соответствии с классификацией Блума; уточнены основные принципы отбора содержания лекций и лабораторно-практических работ.

Практическая значимость исследования заключается в том, что разработанная методическая система обучения компьютерному имитационному моделированию может быть использована преподавателями с целью повышения качества предметной подготовки педагогов профессионального обучения специализации информатика, вычислительная техника, компьютерные технологии; определены основные этапы выполнения лабораторно-практических работ; предложены и экспериментально проверены оптимальные методы их проведения с целью развития мыслительных способностей студентов; определены методические рекомендации обучения раздела «Компьютерное имитационное моделирование на основе применения событийно-графового подхода».

Достоверность и обоснованность положений, выводов и результатов исследования обеспечены опорой на основные положения дидактики, основополагающие теоретические концепции обучения компьютерному имитационному моделированию; логикой методов исследования, а также использованием комплекса теоретических и эмпирических методов исследования; результатами, полученными в ходе экспериментальной проверки; продолжительной опытно-экспериментальной работой.

Опытно-экспериментальная база исследования: исследование осуществлялось на базе факультета информатики и вычислительной техники Курского государственного университета.

На защиту выносятся следующие положения:

1. В систему подготовки будущих педагогов профессионального обучения должны быть внесены элементы обучения компьютерному имитационному моделированию, что будет . способствовать профессиональному становлению педагогов;

2. В основе содержательной модели методической системы обучения компьютерному имитационному моделированию необходимо использовать событийно-графовый подход моделирования как базовый метод.

3. Организация деятельности студентов, основанная на поэтапном переходе от объяснительно-иллюстративных методов к творческим, при проведении лабораторного практикума позволит создать условия индивидуализации и дифференциации, а также обеспечит развитие всех уровней мыслительных способностей студентов. Это создаст базу для эффективного формирования профессиональных знаний, умений и навыков будущих педагогов.

Этапы исследования. Исследование по теме проводилось в течение 4 лет (2003-2007 гг.) и условно может быть представлено в виде трех взаимосвязанных этапов.

На первом этапе (2003-2004 гг.) осуществлялся анализ философской, психолого-педагогической и специальной литературы по проблеме исследования, изучался опыт преподавания компьютерного имитационного моделирования. Определялись роль и место компьютерного имитационного моделирования в системе подготовки студентов специальности профессиональное обучение специализации «информатика, вычислительная техника и компьютерные технологии» и основные направления включения' этого раздела. В процессе теоретической разработки определилась основа содержания: событийно-графовый подход компьютерного имитационного моделирования.

На втором этапе (2004-2005 гг.) проектировалась и конструировалась модель методической системы обучения раздела «Компьютерное имитационное моделирование на основе применения событийно-графового подхода». Разрабатывалась программа раздела, а также учебно-методический материал для проведения лекционных и лабораторно-практических занятий. Определялись методы проведения занятий и их основные этапы.

На третьем этапе (2005-2007 гг.) определялась эффективность методической системы обучения раздела «Компьютерное имитационное моделирование на основе применения событийно-графового подхода» для будущих педагогов профессионального обучения. Проводились эксперименты, нацеленные на подтверждение выдвинутой гипотезы, оформлялись результаты диссертационного исследования.

Апробация и внедрение результатов диссертационного исследования. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на итоговой учебно-методической и научной конференции Курского государственного университета «Качество подготовки кадров в условиях модернизации образования» (Курск, 2005); на Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы государственного и муниципального управления: содержание и механизмы трансформации» (Курск, 2005); на ежегодных научных чтениях, посвященных памяти А.Н. Пилецкого «Влияние региональной финансовой системы на социально-экономическое развитие государства» (Курск, 2005); на международной научно-практической конференции «Образование, наука, производство и управление» (Старый Оскол, 2006); на V Всероссийской заочной научно-практической конференции «Модернизация системы профессионального образования на основе регулируемого эволюционирования» (Челябинск, 2006); на международной научно-практической конференции «Информационные технологии в образовании (ИТО-Черноземье)» (Курск, 2006); на научных семинарах и заседаниях кафедр методики преподавания информатики и информационных технологий, программного обеспечения и администрирования информационных систем, математического обеспечения информационных систем Курского государственного университета, кафедр кафедры информатики и прикладной математики и кафедры информатизации образования Московского городского педагогического университета(2003-2007 гг.).

Методика и содержание обучения будущих педагогов разделу «Компьютерное имитационное моделирование на основе применения событийно-графового подхода» прошла полную проверку, а результаты исследования были внедрены в учебный процесс подготовки специалистов по направлению 030500.06 — Профессиональное обучение (информатика, вычислительная техника и компьютерные технологии) в ГОУ ВПО «Курский государственный университет».

Структура работы определена целью и логикой исследования. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы и приложений.

Заключение диссертации научная статья по теме "Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования)"

Выводы к главе 2

На основе проведенного исследования с учетом реального учебного плана и ГОС ВПО рекомендуется включение раздела «Компьютерное имитационное моделирование на основе применения событийно-графового подхода» в дисциплину «Математическое моделирование», изучаемую на втором курсе студентами специальности «Профессиональное обучение (информатика, вычислительная техника и компьютерные технологии)».

Методическая система обучения раздела «Компьютерное имитационное моделирование на основе применения событийно-графового подхода» строится в виде структуры, содержащей следующие компоненты (модели): целевой, содержательный, методический, процессуальный.

Целями обучения разделу «Компьютерное имитационное моделирование на основе применения событийно-графового подхода» являться: формирование у студентов научной системы взглядов на теорию, этапы и условия необходимости применения компьютерного имитационного моделирования; овладение студентами теоретическими и практическими знаниями компьютерного имитационного моделирования, способами моделирования сложных систем и объектов; выработка умений рационального применения данного метода; обучение анализу полученных результатов с различных точек зрения (оптимальности, достоверности); развитие самостоятельной познавательной и исследовательской деятельности студентов; развитие системы межпредметных связей; формирование профессиональной компетентности будущих педагогов в области применения метода компьютерного имитационного моделирования, а также методических аспектов преподавания данного раздела в силу педагогического дуализма специальности.

Выделены основные структурные содержательные единицы (лекции):

1. Сущность компьютерного имитационного моделирования, как метода анализа сложных систем имитационного моделирования. Основные понятия и элементы. Принципы построения и классификация компьютерных имитационных моделей.

2. Этапы компьютерного имитационного моделирования и организация систем компьютерного имитационного моделирования.

3. Программное обеспечение компьютерного имитационного моделирования. Событийно-ориентированный язык моделирования (на примере SMPL). Генерирование случайных величин.

4. Компьютерное имитационное моделирование на основе использования событийно-графового подхода. Основные элементы формализации модели и представления в виде событийного графа.

5. Основные этапы проведения компьютерного имитационного моделирования при использовании событийно-графового подхода.

6. Анализ и интерпретация результатов компьютерного имитационного эксперимента.

Предлагается использовать лабораторно-практические работы, охватывающие компьютерное имитационное моделирование явлений и процессов различной природы с использованием событийно-графового подхода: поведения социальной группы; изменения состояния экономических запасов на предприятии в условиях неопределенности; интерактивного обучения; процесса изучения и сдачи учебного модуля; функционирования логических схем. В ходе проведения которых необходим поэтапный переход от объяснительно-иллюстративных методов обучения к творческим. Выделены основные этапы компьютерного имитационного моделирования на основе применения событийно-графового подхода, которым будут следовать будущие педагоги при выполнении лабораторно-практических работ.

Большое значение необходимо уделять эффективной организации самостоятельной работы студентов по изучению раздела, по причине ограниченного количества аудиторных часов, которое выделено на изучение дисциплины «Математического моделирования»

Проведение пятой лабораторно-практической работы необходимо основывать на исследовательском подходе обучения. Одним из методов организации обучения, применяемых в современной педагогике, является метод проектов, который позволяет применять исследовательский подход для развития теоретического мышления, овладения методами научного познания, способствующими выработке потребности в интеллектуальной деятельности.

Компьютерному имитационному моделированию может быть посвящено выполнение курсовых проектов, выпускных квалификационных работ.

Результаты педагогического эксперимента свидетельствуют о том, что основная цель исследования достигнута: разработанная методическая система обучения успешно функционирует. Ее внедрение обеспечивает необходимый уровень предметной подготовки педагогов профессионального обучения. Экспериментальное исследование и статистическая обработка его результатов дают основание сделать вывод о том, что внедрение в курс «Математическое моделирование» раздела «Компьютерное имитационное моделирование на основе применения событийно-графового подхода» позволяет улучшить качество их предметной подготовки, способствует расширению, углублению и систематизации знаний, развитию всех уровней мыслительных способностей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе теоретического и экспериментального исследования в соответствии с его целью и задачами получены основные выводы и результаты:

1. Анализ научной и учебно-методической литературы показал, что подготовка педагогов профессионального обучения (информатика, вычислительная техника и компьютерные технологии) в области компьютерного имитационного моделирования должна стать необходимой задачей в их профессиональном становлении и фундаментальным аспектом их информационно-технологической части образования. Необходимо рассматривать компьютерное имитационное моделирование, не только как способ включения информационных технологий в систему обучения, но и как метод исследования, управления и построения системы образования и ее элементов.' Компьютерное имитационное моделирование представлено в содержании обучения будущих педагогов не только как новая информационная технология, но и как метод исследования и оптимизации системы образования.

2. Опираясь на сформулированные положения отбора, выявлены содержательные особенности компьютерного имитационного моделирования, значимые для будущих педагогов профессионального обучения. Определена и обоснована необходимость использования в основе содержания обучения событийно-графовый подход в силу того, что в теории компьютерного имитационного моделирования ведущую роль играет понятие — событие. Установлено, что эффективным способом снижения трудоемкости изучения компьютерного имитационного моделирования является использование событийно-графового подхода, который является универсальным и наглядным графическим методом формализации имитационных моделей.

3. Построена модель методической системы обучения разделу «Компьютерное имитационное моделирование на основе применения событийно-графового подхода». Определено, что конструирование учебного процесса должно осуществляться путем построения многоуровневой иерархической системы четырех моделей (целевой, содержательной, методической, процессуальной), то есть на основе технологического подхода к обучению. Обоснована целесообразность организации лабораторно-практических работ с поэтапным переходом от объяснительно-иллюстративных методов обучения к творческим. Обоснована необходимость использования в качестве средства обучения событийно-ориентированный язык имитационного моделирования SMPL.

4. Разработан необходимый учебный материал для проведения лабораторного практикума по разделу «Компьютерное имитационное моделирование на основе применения событийно-графового подхода». Содержание лабораторно-практических работ ориентированно на межпредметную интеграцию и элементы педагогической деятельности (поведение социальной группы; изменение состояния экономических запасов на предприятии в условиях неопределенности; интерактивного обучения; процесса изучения и сдачи учебного модуля; функционирования логических схем). Разработаны основные этапы выполнения работ.

5. В ходе педагогического эксперимента подтверждена гипотеза исследования: разработанная методическая система раздела «Компьютерное имитационное моделирование на основе применения событийно-графового подхода» способствует более глубокому усвоению знаний и эффективному формированию умений и навыков при подготовке будущих педагогов профессионального обучения по информатике.

Все это дает возможность считать, что поставленные задачи исследования решены в полной мере.

Дальнейшего изучения требует исследование возможности использования результатов данной работы при подготовке других педагогических специальностей; рассмотрение вопросов разработки программного педагогического продукта для создания и исследования компьютерных имитационных моделей на основе событийно-графового подхода в учебных целях; создание методических и дидактических пособий по компьютерному имитационному моделированию для педагогических специальностей.

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Травкин, Евгений Иванович, Курск

1. Автоматизация проектирования вычислительных систем. Языки, моделирование и базы данных / Под ред. М. Брейера. М.: Мир, 1979. - с. 1229, с.35—44.

2. Адлер, Г. НПЛ-графика Мышление в рисунках и образах. (Серия «Сам себе психолог»). — СПб: Питер, 2003.

3. Амосов Н.М. Моделирование в биологии и медицине. Киев: Наукова думка, 1965. - 187 с.

4. Амосов Н.М. Моделирование информации и программ в сложных системах//Вопросы философии, 1963, №12.

5. Амосов Н.М. Моделирование мышления и психики. Киев: Наук, думка, 1965. 223 с. схем.

6. Арнольд В.И. «Жесткие и мягкие» математические модели. М.: МЦНМО, 2000. - 32 с.

7. Арташкина Т.А. Место и роль математического моделирования в фундаментальной подготовке специалистов. // Теория и практика активного обучения. Куйбышев: КПТИ, 1985. С. 27-32.

8. Бабанский Ю.К. Избранные педагогические труды / Ю.К. Бабанский// Сост. М.Ю. Бабанский. М.: «Педагогика», 1989. - 560 с.

9. Бабкин Е. А. Событийные модели дискретных систем / Курск, гос. ун-т. Курск, 2005. - 18 с. Деп. В ВИНИТИ 14.01.05, № 30-В2005.

10. Бабкин Е.А., Травкин Е.И. Обучение компьютерному моделированию на основе использования событийно-графового подхода //

11. Вестник Московского городского педагогического университета. Серия «Информатика и информатизация образования» № 2(7), Москва-Курск, 2006. -С. 15-18.

12. Безрукова B.C. Интеграционные процессы в педагогической теории и практике.- Екатеринбург, 1994. 152 с.

13. Беленький Г.И. Межпредметные связи // Совершенствование содержания образования в школе. М.: Просвещение, 1985. - С.68-79.

14. Беспалько В.П. Педагогика и прогрессивные технологии обучения. М., - 1995. - 336 с.

15. Беспалько В.П. Слагаемые педагогической технологии / В.П Беспалько М.: Педагогика, 1989. - 192 с.

16. Беспалько В.П. Слагаемые педагогической технологии. М.: Педагогика, 1989. - 190 с.

17. Бешенков С.А., Гейн А.Г., Григорьев С.Г. Информатика и информационные технологии: Учеб. пособие для гуманит. Факультетов педвузов / Урал. гос. пед. ун-т. Екатеринбург, 1995. - 144 с.

18. Бешенков С.А., Ракитина Е.А. Моделирование и формализация. Методическое пособие — М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2002. — 138 с.

19. Борисенко Н.Ф. Об основах межпредметных связей // Советская педагогика. 1971.- №11. - С.24-31.

20. Боумен, У. Графическое представление информации М.: Мир,1971.

21. Бусленко В.Н. Автоматизация имитационного моделирования сложных систем. -М.: Наука, 1977.

22. Буторина Т.С., Ширшов Е.В. Дидактические основы использования информационно-педагогических технологий в подготовке электронного учебника. // Открытое образование. 2001. - №4. - С. 38-41.

23. Ваграменко Я.А. Основные результаты работы и задачи академии информатизации образования (по материалам отчетного доклада) // Педагогическая информатика. №3. - 1998. - С. 4 - 8.

24. Ваграменко Я.А., Роберт И.В., Львовский В.Л. Концепция использования новых информационных технологий в организационно-методическом обеспечении учебного заведения М., 1992.

25. Вакулич Е.В. Моделирование как средство обучения в профессиональной подготовке менеджеров туризма Электронный ресурс.: Дис. . канд. пед. наук: 13.00.08. -М.: РГБ, 2003. -242с.

26. Варковецкая Г.Н. Методика осуществления межпредметных связей в профтехучилищах, М.: Высшая школа, 1989. 128 с.

27. Веников В.А. Веников Г.В. Теория подобия и моделирования. — М.: Высшая школа, 1984.

28. Вершинин В.И., Кукин Г.П. Межпредметные связи в высшей школе: связь содержания университетского курса высшей математики и общепрофессиональных (химических) дисциплин: Сб. // Наука образования. Выпуск 17. Омск: ОмГПУ, 1999. - С. 241-250.

29. Володин A.A. Компьютерное имитационное моделирование при изучении основ цифровой техники будущими учителями технологии Электронный ресурс.: Дис. . канд. пед. наук: 13.00.02. -М.: РГБ, 2005

30. Воронина Т.П., Кашицин В.П., Молчанова О.П. Образование в эпоху новых информационных технологий. М.: Информатика. - 1995. - 220с.

31. Вострокнутов И.Е., Кузнецов Ю.К. Оценка компьютерных программ и информационных технологий обучения. // Педагогическая информатика. 1994. - №2. - С. 43-47.

32. Габдреев Р.В. Моделирование в познавательной деятельности студентов. Дисс. на соискание учен, степени канд.пед.н. Казань: КГУ, 1983.-213с.

33. Гафурова Н.В. Моделирование педагогического процесса интеллектуально-личностного развития учащихся Электронный ресурс.: Дис. . д-ра пед. наук : 13.00.01. М.: РГБ, 2006. 398с.

34. Гинис JI.А. Исследование и моделирование процессов принятия решений в системе обучения Электронный ресурс. : Дис. канд. пед. наук : 13.00.01. М.: РГБ, 2003. - 211с.

35. Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования: Специальность 030500.06 -Профессиональное обучение (информатика, вычислительная техника и компьютерные технологии) / Мин. образования РФ. М.: 2000. - 20 с.

36. Грабарь М.И., Краснянская К.А. Применение математической статистики в педагогических исследованиях. Непараметрические методы. М.: Педагогика, 1977. 136 с.

37. Григорьев С.Г., Гриншкун В.В., Краснова Г.А. К вопросу о Концепции образовательных электронных изданий и ресурсов. // В сб. «Современная образовательная среда». Тезисы докладов по материалам Всероссийской конференции. М.: ВВЦ. - 2002. - С. 56-57.

38. Григорьев С.Г., Гриншкун В.В., Макаров С.И. Методико-технологические основы создания электронных средств обучения. // Научное издание. Самара.: Издательство Самарской государственной экономической академии. - 2002. - 110с.

39. Гриншкун В.В. Развитие интегративных подходов к созданию средств информатизации образования: Автореф. дисс. докт. пед. наук. М.,- 2004. 48с.

40. Гриншкун В.В. Развитие интегративных подходов к созданию средств информатизации образования: Автореф. дисс. докт. пед. наук. М.,- 2004. 48с.

41. Гриншкун В.В. Теория и практика применения иерархических структур в информатизации образования и обучении информатике. М.: МГПУ.-2004.-418 с.

42. Гультяев А.К. MATLAB 5.3. Имитационное моделирование в среде Windows: Практическое пособие. — СПб.: КОРОНА принт, 2001. — 400с.

43. Давыдов B.B. Виды обобщения в обучении. /Логико-психологические проблемы построения учебных предметов/ М.: Педагогика, 1972. - 423с.

44. Давыдов В.П., Рахимов о. X. Теоретические и методические основы моделирования процессов профессиональной подготовки специалистов Текст. / В.П. Давыдов. Инновация в образовании, 2002. -с. 3-12.

45. Дахин А.Н. Педагогическое моделирование как средство модернизации образования в открытом информационном сообществе / А.Н. Дахин // Вопросы Интернет образования. №21. http: //vio/fio/ru/vio 21/cd site/Articles/art 16/htm.

46. Дахин А.Н. Педагогическое моделирование: сущность, эффективность и неопределенность Текст. // Теория и практика образовательной технологии. М.: НИИ школьных технологий, 2004. -с. 65-93.

47. Дидактические основы компьютерного обучения. Межвузовский сборник научных трудов. Ленинград. 1989. 220с.

48. Думченко Н.И. Дидактические проблемы межпредметных связей в системе профтехобразования. М.: Высшая школа, 1980. - 201с.

49. Егоров A.A. Моделирование в методике изучения кристаллоопрических явлений Электронный ресурс.: Дис. . канд. пед. наук: 13.00.02.-М.: РГБ, 2005

50. Емельянов A.A., Власова Е.А., Дума Р.В. Имитационное моделирование экономических процессов. М.: Финансы и статистика, 2002.

51. Жилин В.И. Моделирование на уроках межпредметного обобщающего повторения. 13.00.02. Автореф. дис. . канд. пед. наук. Омск, 1999.- 20с.

52. Закон Российской Федерации «Об образовании» Текст. от 10.07.1992 г. №3266-1 (ред. от. 07.07.2003).

53. Занков JI.B. Дидактика и жизнь / Л.В. Занков. М.: «Просвещение», 1968. - 175 с.

54. Зверев И.Д. Взаимная связь учебных пердметов. М.: Знание, 1977. - 64с.

55. Зверев И.Д., Масимова В.Н. Межпредметные связи в современной школе. М.: Педагогика, 1981. - 160с.

56. Зорина Л.Я. Системность качество знаний. - М.: Знание, 1976.53 с.

57. Информатика в понятиях и терминах: Кн. Для учащихся ст. классов сред. шк. / Г.А. Бордовский, В.А. Извозчиков, Ю.В. Исаев, В.В. Морозов; Под. ред. В.А. Извозчикова. М.: Просвещение, 1991. - 208с.

58. Канке В.А. Философия. Исторический и систематический курс: Учебник для вузов. Изд. 4-е, перераб. и доп. М.: Издательско-книготорговый дом «Логос», 2002. 344 с.

59. Келбакиани В.Н. Межпредметные связи в естественно-математической и педагогической подготовке учителей. Тбилиси: Ганатлеба, 1987.-291с.

60. Кельтон В., Лоу А. Имитационное моделирование. Классика CS. 3-е изд. СПб.: Питер; Киев: Издательская группа BHV, 2004. - 847 е.: ил.

61. Кларин М.В. Инновации в мировой педагогике: Обучение на основе исследования, игр, дискуссии анализ зарубежного опыта. М., Рига: Педагогический центр «Эксперимент», НПЦ «Эксперимент», 1998. - 180 е.: ил.

62. Концепция информатизации сферы образования Российской Федерации. // «Проблемы информатизации высшей школы». / М., 1998, №3-4(13-14).

63. Концепция модернизации Российского образования на период до 2010 года Текст. // Школьные технологии №4, 2002. — С.79-91.

64. Кречетников К.П. Особенности проектирования интерфейса средств обучения. Информационные и коммуникационные технологии в образовании. // Информатика и образование № 4, 2002.

65. Кузнецова А.Г. Развитие методологии системного подхода в отечественной педагогике: Монография. Хабаровск: Изд-во ХК ИППК ПК, 2001.- 152 с.

66. Кузнецова И.А. Обучение моделированию студентов-математиков педвуза в процессе изучения курса «математическое моделирование и численные методы» Электронный ресурс.: Дис. . канд. пед. наук: 13.00.02. М.: РГБ, 2003. - 211с.

67. Кусый Ю.А. Методы и приемы применения моделирования в процессе усвоения учащимися новых знаний. Дисс. на соис. учен, степени канд. пед. н. — Киев, 1978. - 144 с.

68. Лактионов A.A. Активизация самостоятельной деятельности студентов при изучении физики в педвузе на основе использования педагогических программных средств: Дис. . канд. пед. наук / Лактионов Андрей Александрович. СПб., 1996. - 157 с.

69. Лаптев В.В., Швецкий М.В. Учебные информационные модели в обучении информатике // Вопросы теории и практики обучения информатике.' Сборник научных трудов. СПб. 1996. С. 64-73. (Высшая административная школа правительства Санкт-Петербурга).

70. Леднев B.C. Содержание образования: сущность, структура, перспективы М.: Высшая школа, 1991. - 224с.

71. Лернер И.Я. Дидактические основы методов обучения. -М.:Педагогика, 1981.-186с.

72. Лошкарева H.A. О понятии и видах межпредметных связей // Советская педагогика, 1972. -№6. — С. 48-56.

73. Лычкина H.H. Современные тенденции в имитационном моделировании //»Вестник университета», серия «Информационные системы управления» №1, ГУУ, М.: 2001. С. 135-141.

74. Майорова H.B. Имитационное моделирование профессиональных задач и компьютерная технология их решения в процессе подготовки учащихся профессиональных лицеев к экономической деятельности Электронный ресурс.: Дис. канд. пед. наук: 13.00.01. М.: РГБ, 2003

75. Максимей И.В. Математическое моделирование больших систем: Ext,/ пособие для спец. «Прикл. математика». Мн.: Выш.шк., 1985. - 119 е., ил.

76. Максимова В.Н. Межпредметные связи и совершенствование процесса обучения. -М.: Просвещение, 1984. 143 с.

77. Малышев К.Б. Моделирование в психолого-педагогической деятельности. М. - Вологда - СПб.: Русь. - 1997. - 224 с.

78. Математическое моделирование и информационные технологии. Сб.т. Ижевск, УдГУ, 1991. 180 с.

79. Матрос Д.Ш., Полев Д. М., Мельникова Н. Н. Управление качеством образования на основе новых информационных технологий и образовательного мониторинга. М.: Пед-ое общ-во Россия, 1999 - 96 с.

80. Методика преподавания информатики: Учеб. пособие для студ. пед. вузов / М.П. Лапчик, И.Г. Семакин, Е.К. Хеннер; Под общей ред. М.П. Лапчика. М.: Издательский центр «Академия», 2003. - 624 с.

81. Могилев A.B. Развитие методической системы подготовки по информатике в педагогическом вузе в условиях информатизации образования: Автореф. дисс. . док. пед. наук. МГОПУ. Воронеж. - 1999. -40 с.

82. Могилев A.B., Титоренко С.А. Дидактические принципы в компьютерном обучении // Пед,информатика. 1993, N 2.- с. 10-16

83. Моделирование как метод научного исследования (гносеологический анализ). / Под ред. Б.С. Грязнова, Б.С. Дынина, Е.П. Никитина. Минск: Изд-во МиГУ. - 1965. - 248 с.

84. Моделирование обучения и поведения. / Под ред. М.С. Смирнова. -М.: Наука, 1975.-238 с.

85. Моделирование сложных систем. Бусленко Н.П. Главная редакция физико-математической литературы изд-ва «Наука», М., 1978. -400 с.

86. Моисеев H.H. Математические задачи системного анализа. М.: Наука, 1981,488с.

87. Монахов В.М. Малкова Т.В. Математическое моделирование -необходимый компонент современной подготовки школьника // Математика в школе, 1984.-№3.-с. 6-10.

88. Монахов В.М. Что такое новая информационная технология обучения? // Математика в школе. 1990. - №2. — с. 47-52.

89. Монахов В.М., Бабаджанян C.B. Межпредметные связи естественно-математических дисциплин на факультативных занятиях // Сов. Педагигика, 1970. №10. с. 36-42.

90. Наумов А.П. Методика работы с современной информацией // Информатика и образование. 2001. - № 4.

91. Новик И.Б. Системный стиль мышления (особенности познания и управления в сложных системах). М.: Знание, 1986. - 64с.

92. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования / Под ред. Е.С.Полат М., 2000.

93. Новые педагогические информационные технологии в системе образования: Учебное пособие / Под ред. Е.С. Полат. М.: Академия. -2000. - 272 с.

94. Пахомова H.A. Вероятностное моделирование как фактор развития информационной культуры учащихся Электронный ресурс.: Дис. канд. пед. наук: 13.00.02. М.: РГБ, 2003

95. Педагогика: педагогические теории, системы, технологии: Учеб. Для студ. высш. и сред. учеб. заведений / Под. ред. С.А. Смирнова. 3-е изд., испр. и доп. - М.: Издательский центр «Академия», 1999. 512 с.

96. Пидкасистый П.И. Психолого-дидактический справочник преподавателя высшей школы / П.И. Пидкасистый, JI.M. Фридман, М.Г. Гарунов. М.: Педагогическое общество России, 1999. - 354 с.

97. Пинский A.A. Математическая модель в системе межпредметных связей // Межпредметные связи естественно-математических дисциплин -М.: Просвещение, 1980.-С. 108-119.

98. Пинский В.О.Нужен ли принцип системности в дидактике? //Сов. педагогика, №2. 1982. - С. 59-61.

99. Пшцулин Н.П. Моделирование как элемент управленческой деятельности Текст. / Н. П. Пищулин, В.М. Ананишев // Школьные технологии. 2001. - №3. С. 3-22.

100. Плотников Ю.М. Теоретические и эмпирические модели социальных процессов Текст. / Ю.М. Плотников. — М.: Логос, 1998. 211с.

101. Подласый И.П. Педагогика: Учеб. для студентов высших пед. учеб. заведений / И.П. Подласый. М.: «Просвещение»: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 1996.-432 с.

102. Полат Е.С. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования. М.: Акадения. - 2003. 272 с.

103. Полат Е.С., Бухаркина М.Ю., Моисеева М.В., Петрова А.Е Новые педагогические и информационные технологии в образования: Учеб. пособиедля студ. пед. вузов и системы повыш. квалиф. пед. кадров. — М.: Издательский центр «Академия». 2002. - 147 с.

104. Поляков С.Ю. Обучение математическому моделированию общественных процессов как средство гуманизации математического образования. Автореф. дис. . канд. пед. наук. Омск, 1999. -18 с.

105. Применение методов моделирования в дидактике. — Хабаровск 1976.- 111 с.

106. ПЗ.Прицкер А. Введение в имитационное моделирование и язык СЛАМII. М.: Мир, 1987, 646с.

107. Программное обеспечение моделирования непрерывно-дискретных систем (под ред. В. Глушкова), М: «Наука», 1975.

108. Пронина H.A. Информационное моделирование как способ учебной деятельности учащихся 5-7 классов Электронный ресурс.: Дис. . канд. пед. наук: 13.00.01. М.: РГБ, 2003.

109. Роберт И.В. Концепция внедрения средств новых информационных технологий в учебный процесс вуза / НИИ шк. оборудования и техн. средств обучения АПН. М.: АПН. - 1990. - 36 с.

110. Роберт И.В. Средства новых информационных технологий в обучении: дидактические проблемы, перспективы использования // Информатика и образование. 1991. - №4. - с.21-24.

111. Роберт И.В. Экспертно-аналитическая оценка качества программных средств учебного назначения. // Педагогическая информатика. 1993.-№1.-с. 54-62.

112. Романски Р.П. Применение моделирования для обучения в области компьютерных наук //Education Technology & Society 7(4), 2004. с. 291-300.

113. Рыжиков Ю.И. Имитационное моделирование. Теория и технология. СПб.: КОРОНА принт; М: Альтекс-А, 2004. - 384 е., ил.

114. Рябых A.B. Методика преподавания раздела «Матеметическое моделирование и организация вычислительного эксперимента» в курсе информатики Электронный ресурс.: Дис. канд. пед. наук : 13.00.02. М.: РГБ, 2003.

115. Салмина Н.Г. Виды и функции материализации в обучении. М: МГУ, 1981- 134 с.

116. Салмина Н.Г. Структура, функционирование и формирование знаково-символической деятельности. Дисс. докт. псих. наук. Москва, 1987.

117. Самарский A.A., Михайлов А.П. Математическое моделирование: идеи, методы, примеры. М.: Наука, Физматлит, 1997. -320 с.

118. Ситаров В.А. Дидактика: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб, заведений / В.А. Ситаров. М.: Издательский центр «Академия»,2002.-368 с.

119. Смецарев Г. Имитационные модели и анализ трудноформализуемых данных / Г. Смецарев // PC Week/ 1999/-№26.

120. Советов Б.Я. , Яковлев С.А. Моделирование систем: Учеб. Для вузов / 4-е изд., стер. М.: Высш. Шк., 2005. - 343 с.

121. Спирин, Л.Ф. Профессиограмма общепедагогическая / Л.Ф. Спирин. М., 1997. - 240с.

122. Томильцев A.B. Моделирование ведущий принцип совершенствования организации учебного процесса в педагогическом колледже Электронный ресурс.: Дис. канд. пед. наук: 13.00.01. - М.: РГБ,2003.-170с.

123. Травкин Е.И. Основные аспекты обучения будущих педагогов компьютерному моделированию Текст. // Омский научный вестник, Серия «Общество. История. Современность» №1(51), Омск: ОмГПУ, 2007. -С. 159-162.

124. Травкин Е.И. Подготовка будущих педагогов в области компьютерного имитационного моделирования Текст. // Информатика и образование №5, Москва: Изд-во «Образование и Информатика», 2007. -С. 112-114.

125. Уман А.И. Теоретические основы технологического подхода в дидактической подготовке учителя // Автореф. дис. .д-ра пед. наук (13.00.02), 1993.-20 с.

126. Философская энциклопедия. М.,1970. Т 5.

127. Фридман Л. М. Наглядность и моделирование в обучении. М.: Знание, 1984.-80с.

128. Хахулин Г.Ф. Многоуровневый метод имитационного моделирования сложных систем. Препринт. М.:Изд-во МАИ, 1988.

129. Чванова М.С. Информационные технологии в обучении: Учеб. пособие. Тамбов: ТГПУ. - 1997. - 121 с.

130. Чернилевский Д.В. Дидактические технологии в высшей школе: Учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по педагогическим специальностям. -М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2002. 437 с. : ил.

131. Чошанов М.А. Обзор таксономий учебных целей в педагогике США Текст. // Педагогика, 2000, №4. С.86-91.

132. Шахмаев Н.М. Учителю о дифференцированном обучении: Методические рекомендации. М.: НИИ ОП, 1989.- 65с.

133. Шеннон Р. Имитационное моделирование систем. Искусство и наука. М.: Мир, 1978. - 302с.

134. Шестаков А.П. Профильное обучение информатике в старших классах средней школы Электронный ресурс.: Дис. . канд. пед. наук: 13.00.02 -М.: РГБ, 2002.

135. Шрайбер Т. Дж. Моделирование на GPSS.- М.: Машиностроение, 1980.-592с.

136. Штоф В.А. Роль моделей в познании. Л.: Изд-во Ленинградского университета, 1963. 172с.

137. Элективные курсы в профильном обучении: Образовательная область «Информатика» / Под общ. ред. А.Г. Каспражака, Министерство образования РФ — Национальный фонд подготовки кадров. М.: Вита-Пресс, 2004.- 112с.

138. Ястребов A.B. Моделирование научных исследований как средство оптимизации обучения студента педагогического вуза Электронный ресурс.: Дис. д-ра пед. наук: 13.00.08. М.: РГБ, 2003.

139. Bloom В. (Ed.) Taxonomy of educational objectives. The classification of educational goals.-V.l -2.-N.Y., 1964.

140. Bloom B. (Ed.) Taxonomy of educational goals. -V.l-2. N. Y.,1964.

141. Law, A. M.: Confidence Intervals in Discrete Event Simulation: A Comparison of Replication and Batch Means, Naval Res. Legist. Quart.,24: 667-678(1977).

142. Lewy A. Planning the school curriculum. Paris, 1977.

143. Sargent, R.G.: Event Graph Modelling for Simulation with an Application to Flexible Manufacturing Systems, Management Sei., 34: 1231-1251 (1988)

144. Schruben L.W. Simulation Modeling with Event Graphs. Communications of the ACM. 26: 957-963 (1983).

145. Yucesan, E., and L. W. Schruben: Complexity of Simulation Models: A Graph Theoretic Approach, Informs J. Comput., 10: 94-106 (1998).