Информатика мамандығы студенттерін имитациялық модельдеуге үйрету әдістемесі

Жоғарыда айтылғандармен бірге оқу үдерісінің имитациялық модельдеу әдісін қолданудың ерекше жағдайларын атап өтейік: анықталған уақыт ішінде жүйе құраушыларының тәртібін бақылауды жүзеге асырудың қажеттілігі, жүйеде имитациялау барысында құбылыстарды баяулату немесе жылдамдату тәсілімен үдерістердің жүруін бақылаудың қажеттілігі, зерттелетін жүйеде оқиғалардың маңыздылығы, яғни модельдің қиын жағдайларын болжау үшін қолданылады.

Имитациялық модель құрылымын  көрсету үшін алдымен жүйеде динамикалық үдерістердің жүруінің нәтижелерін және мазмұнын анықтау ыңғайлы. Оқу пәнін оқып-үйренудің барысында төмендегі жағдайлардың болуы мүмкін:

- оқытудың басы, білімнің  базалық деңгейі;

- оқу материалын меңгеру, оқу курсын зерттеу;

- бақылау шараларына  қатысу;

- бақылау шараларында  көрсеткіштері жақсы деңгейде болғанда курсты оқып-үйренуді жалғастыру, әйтпесе курсты қайта оқу;

- оқу курсын аяқтау.

«Имитациялық модельдеу» пәнін оқытудың құрылымы мен мазмұнын жобалауда имитациялық модельдеудің қолданылуын қарастырайық. Имитациялық модельдеу оқытудың уақыттық сипаттамаларының эксперименттік мәліметтерін компьютерлік өңдеуге негізделген және онымен бірге оқыту мазмұнын нақтылау да шешіледі.

Оқыту мазмұнының имитациялық  моделін қалыптастыруда Карл Петри  ұсынған Петри торлары теориясы қолданылады. Енді информатика мамандығы бойынша мамандар даярлау қажет болатын имитациялық модельдеуді қарастырайық. 5 семестрде оқылатын имитациялық модельдеу пәнін қарастырайық. Оқыту үдерісін модельдеу барысында оқытудың басталуы, курс материалын менгеру, бақылау шараларының өтілуі және қайталау курсын оқытудың аяқталуы ескеріледі. Сонымен қатар, алған білімдерінің базалық денгейі, оқу курсын зерттеу, бақылау іс-шараларына қатысу және оқуды жалғастыру сұрақтары да қарастырылады.

Оқу пәнінің бағытталған  графын тұрғызуды төрт кезеңге бөлуге болады:

Бірінші кезеңде тақырыптар каталогы T(k_n, t_n, f_n) құрылады.                  Мұндағы: k_n – алдыңғы тақырыпты оқып-үйренгені туралы ақпарат, t_n – стандарт бойынша оқыту уақыты, f_n – тақырыптар атауы, ал n – тақырыптың реттік номері.

Екінші кезеңде пәннің модульдері анықталады, олардың пәнішілік байланыстары анықталады.

Үшінші кезеңде имитациялық  модельдің негізінде жекелеме модульді оқытуға кететін уақыты анықталады.

Төртінші, яғни қорытынды  кезеңде оқытудың тиімді нұсқасы  қалыптасады. Осының негізінде мақсатқа жетіп, түзету жұмыстары жүргізіледі.

Имитациялық модельдеуді  зерттеп, педагогикалық эксперимент  жүргізген кезде, белгілі уақыт  аралығында оқытуда талдаудың бірнеше нұсқасын алуға мүмкіндік туғызады.

Имитациялық модельдеуді  қолдану оқытудың уақыттық сипаттамаларын тиімді етуге мүмкіндік береді. Оқу үдерісін жобалау технологиясының маңызды құраушысы – пәнді оқытудың уақытын және болашақ мамандарды даярлаудың жалпы уақытын есептеу болып табылады. Оқу үдерісінің имитациялық моделін талдау нәтижесінде оқытудың орташа мәнін есепке алу оқытудың  сапасын төмендетуге әкелетінін көрсетті. 

Оқытудың қорытынды  уақытын есептеуде оның орта мәнін  алу дұрыс болмайды, себебі сараптама берушілердің жауаптарының орналасу аралығы үлкен болуы мүмкін. Сондықтан қорытынды уақыт ретінде сараптамашылардың әрбір модуль бойынша көрсеткіштерінің үлестіру тығыздығы алынады.

 

26-сурет – Сауалнама нәтижесі бойынша оқытудың уақыттық мінездемесі

 

 

ҚОРЫТЫНДЫ

 

Диломдық жұмысты орындау барысында қойылған мақсаттар мен міндеттерге байланысты төмендегідей нәтижелер алынды:

• болашақ информатика мамандарына информатика курстар жүйесін оқыту практикасы мен теориясын талдау және соның негізінде студенттерді имитациялық модельдеуге оқытудың рөлі мен орны анықталып, мақсат, міндеттері нақтыланды;
• педагогикалық-психологиялық және техникалық әдебиеттерді, кәсіби құзырлылықты қалыптастыру бойынша еңбектерді зерттеу және талдау негізінде болашақ информатика мамандарының имитациялық модельдеу бойынша құзырлылықтары анықталды;
• болашақ информатика мамандарына информатика курстары жүйесінде имитациялық модельдеуге құзырлылық тұрғыда оқытудың теориялық негізінде имитациялық модельдеуге құзырлылық тұрғыда оқытудың құрылымы мен мазмұны анықталды; 

- имитациялық модельдеудің даму эвалюциясымен даму заңдылықтарына сәйкес оқыту мазмұны анықталып, жаңа оқыту құралдары, оқыту әдістері мен ұйымдастыру түрлері негізінде болашақ информатика мамандарын даярлауда кәсіби бағдарды күшейту мақсатын жүзеге асыру үшін имитациялық модельдеуге құзырлылық тұрғыда оқыту әдістемесі  жасалып, тиімділігі тәжірибелік эксперимент арқылы дәлелденді.

Имитациялық модельдеуді  құзырлылық тұрғыда оқыту әдістемесінің  әдістемелік ерекшеліктері анықталды, яғни оқытудың ақпараттық тәсілі; имитациялық  модельдеу жүйелері мен бағдарламалау тілдері және олардың технологиялары; имитациялық модельдеуді оқытудың әдістері мен формалары нақтыланды. Айқындалған әдістемелік ерекшеліктер оқытудың тәсілдерін анықтады, оқыту әдістерін іріктеудің негізі болып табылады.

Имитациялық модельдеуді  оқыту барысында қолданылған жаңа ақпараттық құралдар оқу үдерісін тиімді де көрнекі ұйымдастыруға  мүмкіндігін тигізді. Педагогикалық эксперимент жүргізу барысында имитациялық модельдеуге құзырлылық тұрғыда оқыту әдістемесінің тиімділігі анықталды.

 

ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР

 

1. Бидайбеков Е.Ы. Развитие методической системы обучения информатике специалистов совмещенных с информатикой профилей в университетах Республики Казахстан: автореф. …докт. пед. наук. –Москва, 1998. - 34 с.
2. Балыкбаев Т.О. Педагогические и технологические основы формирования студенческого контингента. // Монография. / Алматы: Казахский национальный аграрный университет. – 2002, 206 с.
3. Медеуов Е.У. “Математическое моделирование и вычислительный эксперимент в исследовании учебного процесса” // Материалы междунар. научно-практич.конф. “Образование и наука Казахстана на рубеже тысячелетий”. Талдыкорган, 2002.
4. Кариев С.К. Совершенствование обучения информатике в общеобразовательных школах Казахстана. // Автореф. дис.... док. пед. наук., Алматы., - 1997. 34 с..
5. Нұрбекова Ж.К. Фундаментальное и опережающее обучение программированию студентов по специальности «Информатика».//Автореф. дис.... док. пед. наук., Алматы., - 2007. 40 с..
6. Хакимова Т. Методическое пособие по обучению языку высокого уровня Паскаль. // Алматы, Қазақ университеті – 1998. 90 с.
7. Ершов А.П.  Научные основы школьного курса информатики и ВТ // Тезисы докл. на семинаре АН СССР и АПН СССР «Компьютер и образование». – М.: НИИ СИМО АПН СССР. – 1986. – 20 с.
8. Лапчик М.П. ИКТ-компетентность педагогических кадров. – Омск: ОмГПУ, 2007. –  114 с.
9. Кузнецов А.А., Захарова Т.Б. Принципы дифференциации содержания обучения информатике // Информатика и образование. - 1997.- № 7.- C. 9-11
10. Бусленко В.П. Моделирование сложных систем. – М.: Наука, 1998. – 600 с.
11. Глушков В.М. Введение в кибернетику. – М.: Наука, 1964. – 423 с.
12. Моисеев Н.Н. Численные методы в теории оптимальных систем. – М.: Наука, 1971. – 424 с.
13. Саати Т.Л. Элементы теории массового обслуживания и ее приложения. М.: «Советское радио», 1972. с. 520. /Перевод с английского под редакцией И.Н. Коваленко
14. Толуев Ю.И. Применение имитационного моделирования для исследования логистических процессов.//Материалы II Всероссийской конференции (ИММОД-2005). С.-Петербург. 19-21 окт. 2005. ФГУП ЦНИИ ТС. Т.1. с. 71-76.

 

Қосымша

 

050602 – Информатика мамандығының студенттеріне

Имитациялық модельдеу  пәні бойынша қорытынды бақылаудың тест тапсырмалары

 

1. Айнымалылары уақыттың  әртүрлі мерзімінде жылдам өзгеретін  жүйе қалай аталады?

1. үздіксіз;
2. дискретті;
3. статикалық;
4. динамикалық;
5. статистикалық.

2. Айнымалылары уақыт  бойынша үздіксіз өзгеріп отыратын  жүйе қалай аталады?

1. үздіксіз;
2. дискретті;
3. статикалық;
4. динамикалық;
5. статистикалық.

3. Модельдеу мақсаты  тұрғысынан оқып-үйренетін объектінің  немесе құбылыстың кейбір жақтарын ұқсастырып бейнелейтін жаңа объект?

1. бейне;
2. образ;
3. объект;
4. модель;
5. дұрыс жауап жоқ.

4. Икондық немесе бейнелік  модель модельдің қандай түріне  жатады?

1. математикалық модель;
2. физикалық модель;
3. химиялық модель;
4. сызықтық модель;
5. күрделі модель.

5. Уақыттың ешқандай маңызы болмайтын немесе уақыттың нақты бір сәтіндегі жүйе – ол қандай жүйе?

1. үздіксіз;
2. дискретті;
3. статикалық;
4. динамикалық;
5. статистикалық.

6. Монте-Карло әдісі  бойынша жасалған модель қандай  модельдің мысалы бола алады?

1. детерминациялық;
2. дискретті;
3. статикалық;
4. динамикалық;
5. статистикалық.

7. Уақыт бойынша жағдай  өзгеретін жүйе қалай аталады?

1. стохастикалық;
2. дискретті;
3. статикалық;
4. динамикалық;
5. статистикалық.

8. Кездейсоқ әсерлер  болмайтын процестердің бейнеленуі  қандай жүйелерге тән?

1. детерминациялық;
2. стохастикалық;
3. статикалық;
4. динамикалық;
5. статистикалық.

9. Бірнеше кездейсоқ  кіріс мәліметтермен модельденетін  жүйеде қандай модель қолданылады?

1. детерминациялық;
2. стохастикалық;
3. статикалық;
4. динамикалық;
5. статистикалық.

10. Айнымалылар жағдайы  уақыттың нақты сәтінде лезде өзгеретін модельдерді тұрғызуда қолданылатын модельдеу тәсілі?

1. дискретті;
2. дискретті-оқиғалы;
3. оқиғалы;
4. динамикалы-әрекетті;
5. статистикалық.

11. Имитациялық модельде  модельдік уақыттың ағымдағы  мәнін қамтамасыз ететін айнымалы  қалай аталады?

1. модельдік уақыт;
2. модельдік уақыттың сағаты;
3. модельдік уақыттың оқиғасы;
4. дискретті уақыт;
5. статистикалық уақыт.

12. Уақыттың нақты сәтінде  жүйені сипаттауға қажетті жағдайлардың  айнымалыларының жиыны нені білдіреді?

1. жүйе тәртібін;
2. жүйе айнымалыларын;
3. жүйе тұрақтыларын;
4. жүйе жағдайын;
5. жүйенің өзін.

13. Әрбір келесі оқиғаның  пайда болу уақытын құрайтын  тізім қалай аталады?

1. уақыттар тізімі;
2. айнымалылар тізімін;
3. оқиғалар тізімін;
4. жүйе жағдайын;
5. статистикалық тізімдер.

14. Жүйенің мінездемесі  туралы статикалық ақпаратты  сақтауға арналған айнымалылар:

1. статистикалық есептегіштер;
2. статистикалық айнымалылар;
3. статистикалық тізімдер;
4. айнымалылар тізімін;
5. оқиғалар тізімін.

15. Имитациялық модельді  бастапқы жағдайға уақыттың 0-ге  тең сәтіне қоятын ішкі бағдарлама  қалай аталады?

1. бастапқы бағдарламасы;
2. инициализация бағдарламасы;
3. оқиғаларды өңдейтін бағдарлама;
4. синхрондайтын бағдарлама;
5. барлық жауап дұрыс.

16. Оқиғалар тізімінен  кейін келесі оқиғаны іздеп  табатын және модельдік уақыттың  сағатын осы оқиғаның пайда  болу уақытына келтіретін ішкі бағдарлама қалай аталады?

1. бастапқы бағдарламасы;
2. инициализация бағдарламасы;
3. оқиғаларды өңдейтін бағдарлама;
4. синхрондайтын бағдарлама;
5. кітапханалық бағдарлама.

17. Нақты бір типті  оқиғаның болуында жүйенің жағдайын  жаңалайтын ішкі бағдарлама?

1. бастапқы бағдарламасы;
2. инициализация бағдарламасы;
3. оқиғаларды өңдейтін бағдарлама;
4. синхрондайтын бағдарлама;
5. барлық жауап дұрыс.