Информатика мамандығы студенттерін имитациялық модельдеуге үйрету әдістемесі

1-кесте Құзырлылықтың  категориялары

Білім категориялары	Ойлау үдерісіне  қызмет көрсететін функциялар
1. білім-сипаттама	Қоршаған ортаны, адамның  ішкі жан-дүниесін сипаттауға мүмкнідік  береді.
2. білім-түсіндірме	Теориялық деңгейге шығуға мүмкіндік береді.
3. синтезделген (жүйелі) білім	Білімдердің біртұтас болуы  үшін оларды синтездеуге мүмкіндік  береді.
4. білім-жорамал	Соңғы нәтиженің тиімділігін  болжайды.
5. білім-intervention	Оң нәтижеге әкелетін үдеріске белсенді араласуды жорамалдайды.
6. бақылайтын білім	Таным үдерісін басқаруға мүмкіндік береді.
Топтар категориялары	Қызмет үдерісіне  қызмет көрсететін функциялар
Бірінші топ	Сын тұрғысынан ойлау  біліктілігі
Екінші топ	Кооперативті біліктіліктер, яғни топпен жұмыс жасау , ұжымда бола алу біліктілігі
Үшніші топ	Саналы түрде және дұрыс таңдау жасауды ұсынатын біліктілік
Төртінші топ	әртүрлілікті бағалауға  мүмкіндік беретін біліктілік
Бесінші топ	Топ мүшелерінен ортақ  іс үшін мейлінше көп салымды алуды  қамтамасыз ететін, басқаның потенциалын  ашуға бағытталған біліктік
Алтыншы топ	Жүйелі түрде ойлау  біліктілігі
Жетінші топ	Шығармашылық түрде  жұмыс жасай білу, жаңаны көре білу, әдеттегіні жаңа жазықтыққа көшіре білу біліктілігі
Сегізінші топ	Фасилитаторлық біліктілік (фасилитация ағылшынның facility -  жағымды  келісімдер деген сөзі)
Тоғызыншы топ	Көшбасшылық біліктілік
Құндылықтар категориялары	Құндылыққа  бағытталған үдеріске қызмет көрсететін функциялар
Жеке	Жеке тұлғаның құндылығы
Топтық	Отбасы, достар, кәсіби топтар құндылығы
Қоғамдық	Заң, мораль
Өзіндік сыйлау	Кім екендігіңді білу және онымен мақтану
Үздіксіз білім беру	Жаңа білімдерге үнемі  ашық болу

Келесі кілтті құзырлылық топтарын кірістіре отырып, болашақ информатика маманының құзырлылық моделін құрастырайық:

1. әлеуметтік-тұлғалық құзырлылық, гуманитарлық және әлеуметтік пәндер циклі қалыптастырады;
2. экономикалық және ұйымдастыру-басқарушылық құзырлылық, экономикалық және ұйымдастыру-басқарушылық пәндер циклі негізінде қалыптасады.
3. жалпы ғылыми құзырлылық, яғни танымдық қызметтің құзырлылықтары, жаратылыстану ғылымдары және математикалық пәндер негізінде қалыптасады;
4. жалпы кәсіби құзырлылық, кәсіби қызметтеріне инвариантты, бұл құзырлылықтар жалпы кәсіби пәндерді меңгеру нәтижесінде қалыптасады;
5. арнайы  құзырлылық, яғни модельдеумен, жобалаумен, ғылыми зерттеулермен байланысты қызметтер алгоритмдерін меңгеру, кәсіби пәндерді оқып-үйрену барысында қалыптасады.

050602-Информатика мамандығы студенттерін имитациялық модельдеуге оқытуда оқу бітірушілерінің білім деңгейіне қойылатын талаптарын  жоғарыда көрсетілген «Информатика бакалаврының моделі»              8-суретке сәйкес анықтайық:

1) жалпы білімділігінің құзырлылықтарына қойылатын талаптар:

• табиғатта болып жатқан үдерістер мен құбылыстар туралы толық түсінігі болуы, табиғатты тану осы заманғы ғылыми әдістерінің мүмкіндіктерін түсіну және оларды кәсіптік дәрежеде игеру;
• мақсаттарды және есептерді қоя білу;
• кәсіптік салада әртүрлі құбылыстарды болжау мен жобалау қызметіне қабілетті болу;

2) әлеуметтік - этикалық құзырлылығына қойылатын  талаптары әртүрлі пікірлер жағдайында басқару шешімдерді табу және қабылдау. Ақпараттық технологиялар саласындағы жас маман:

• әлемдік білім беру кеңістігіндегі педагогикалық мәселелерді білуге;
• ұлттық білім беру моделінің негізін және жолдарын жүзеге асыруды білуге;
• өзгеретін шарттарға лайықты білім, білік және дағды жүйесін меңгеруге (коммуникациямен, байланыспен, түсіністікпен, ынтымақтастықпен) үнемі дайын болуы керек.

3) ұйымдастыру-басқарушылық және экономикалық құзырлылықтарына қойылатын талаптары бойынша информатика бакалавры

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- Қазақстан Республикасының  программаларын кең көлемде және  негізгі экономикалық жалпылама  түрінде талдай білуі және  түсінуі;

- қазіргі заманғы авторлық  құқықтық талаптарды орындауы  және білуі қажет.

050602-Информатика мамандығы бакалаврының кәсіби құзырлылығына қойылатын талаптары анықталған:

- ақпараттық технологияларды  жетілдіру тенденциялары және  перспективаларынан, есептеуіш техниканың  қазіргі құралдары, коммуникациялары  және байланыстарынан, техникалық  құжаттарды дайындау құралдары  және әдістерінен, ережелерден, экономиканың негізі, өндірісті ұйымдастыру және ғылыми зерттеулерден, еңбек заңының негізі, эргономикадан хабардар болуы керек;

- ақпараттық технологиялар  аймағындағы қазіргі заманғы  жаңаша жетістіктерін, компьютерлік  технологияларды жандандыру әдістері мен жолдарын, программалық қамтамасыздандыруды, ақпараттық жүйелерді, еңбек нарығының жаңаша талаптарын білу керек;

- зерттелген объектіні  еркін талдау және шешу әдісін  табуды; қазіргі заманғы әдістерді  қолдану, кәсіптік қызметінің  объектілерін технологиялық өңдеуді; әдістерді өңдеу кезіндегі мамандармен өзара байланыс, ғылыми зерттеулерде, жобалау-конструкторлық, қызметтерде, технологиялық, экономиялық, әлеуметтік жүйелерді басқаруда және адам қызметінің гуманитарлық саласында, математикалық модельдерді, компьютерлік технологиялардың әдістерін және шешімдерді қабылдауды қолдану жүйелерін таңдауды ұйымдастыра алуы керек.

- аппараттық және аппараттық-программалық  кешендермен жұмыс істей алатын дағдысы болуы керек;

- компьютерлік жүйелерде,  программалау тілдеріне, әртүрлі есептерді шешуде қолданылатын қазіргі заманғы ақпараттық технологияларға қатысты барлық сұрақтарды жетік білуі керек.

Кілттік құзырлылықтар  басқа құзырлылықтар үшін нақты  және пәндік бағытталған құзырлылықтардың негізі болып табылады. Кілтті құзырлылықтар кәсіби мінезділікті көрсетеді және қызметтің кез келген саласында қажет болады.

Дж.Равен өзінің зерттеулерінің нәтижесінде адамға кез келген кәсіби қызметінде қандай қасиеттер қажет  екендігін анықтаған және бұл қасиеттер ақпараттық технологиялары мамандары үшін де қажеті зор екендігі дәлелсіз.

• тұрақты жетекшісіз өз бетімен жұмыс жасау қабілеттілігі;
• жеке инициативасы бойынша өзіне жауапкершілік алу қабілеттілігі;
• ешкімнен сұрамай өз инициативасын көтере білу қабілеттілігі;
• мәселелерді көре білу және оларды шешу жолдарын іздеуге дайын болу;
• жаңа жағдайларды талдай білу іскерлігі және осындай талдаулар үшін бар білімдерін қолдана білу;
• басқалармен тіл табыса білу қабілеттілігі;
• өзінің жеке инициативасы бойынша, яғни өзінің тәжірибесін және айналадағылармен кері байланысын есепке ала отырып қандай да бір білімдерді өз бетімен меңгеру қабілеттілігі;
• дұрыс пайымдаулардың негізінде шешімдерді қабылдау іскерлігі.

Құзырлылық мағынасын  жоғарыда аша отырып, мынандай тұжырымды  алуға болады: құзырлылық, біліктілік дегеніміз қандай да болсын істі, мәселені іс-әрекеттің бір түрімен шешуге жеткілікті білімі, іскерлігі және дағдысы бар екендігін көрсететін адамның сипаттамасы делінген және ол өзіне кәсіби, әлеуметтік-педагогикалық, әлеуметтік-психологиялық, құқықтық және де басқа мінездемелерді интеграциялайтын күрделі де көлемді мазмұнды қамтиды. Ол: 

• пәндік аймақтың білім, білік және дағдыларын пайдаланып, нақты әрекеттерді орындауға қажетті арнайы қабілеттіліктер ретінде;
• білімі тек қана мәліметтер жиыны ретінде емес, әртүрлі жағдайда шешім қабылдау құралы болатындай адам қызметінің өлшемі ретінде;

- белгілі бір пәндер  және үдерістер шеңберінде әрекет  ете алатындай жеке тұлғалық  сапаларының өзара байланысының  жиынтығы ретінде түсіндіріледі. 

Құзырлылық түсініктемесіне білім, іскерлік, тәжірибені, білімді қолдануға теориялық-қолданбалы дайындықты қосады.

Құзырлылықты кәсіби сауатты пайымдауларды, бағалауды, пікірді айтуға мүмкіндік беретін  білімдер мен біліктерді меңгеру деп түсіндіреді. Ал бірқатар зерттеу жұмыстарында кәсіби құзырлылықты кәсіби білімдер мен біліктердің жиынтығы, сондай-ақ кәсіби қызметін орындау тәсілдері деп түсіндіреді. Олар кәсібиліктің құраушыларының бірі – кәсіби құзырлылық деп санайды. Кәсіби құзырлылықтың кәсіби қажеттілік, кәсіби жарамдылық, кәсіби қанағаттанушылық және кәсіби табыстылықтан тұратын құрылымын ажыратады.

Білім алушыларға оқу  пәндерін таңдау немесе мамандық бойынша  қандай да бір мамандандыруды таңдауға ерік беру олардың бойында өз кәсіби шыңдалуға да ықпалын жасайды. Себебі, болашақ маман иелері осындай таңдау жасай отырып, өз болашақтары үшін, өзінің кәсіби мансабы үшін жауапкершілікті сезіне алады. Біздің зерттеуімізде де имитациялық модельдеу болашақ информатика мамандары үшін таңдау пәні ретінде арнайы курс болып енгізілген.

Жалпы компьютерлік модельдеу  туралы ой-пікір айтылғанда имитациялық  модельдеу де қатар айтылады. Компьютерлік модельдеу дегеніміз объектінің, құбылыстың немесе үдерістің компьютерлік моделін қолдану негізінде күрделі жүйенің талдау және синтездеу есептерін шешудің әдісі екені белгілі.

Іргелі пәндердің және бір-бірімен шектес пәндердің (математика, физика) есептерін шешуде ЭЕМ-де модельдеу  әдістерінің даму уақытында модельдеудің қолданысы мен кеңейтілген мүмкіндіктерін жеңілдететін ішкі бағдарламалар мен функциялардың тұтас бір кітапханасы жинақталды. Сонда да қазіргі уақытта “компьютерлік модельдеу” ұғымын іргелі пәндермен емес, ең алдымен жүйелік талдау – 50-жылдардың басында биологияда, макроэкономикада басқарудың автоматтандырылған экономикалық – ұйымдастырушылық жүйелерін жасауда өзі туралы алғаш рет таныс болған кибернетиканың бағытымен байланыстырады. Жүйелік талдау бастапқыда ғылымның соңғы бағыты ретінде қарқынды қалыптаса бастады, содан кейін күрделі жүйелерде басқару үдерістерімен байланысты ғылыми зерттеулердің жалпыланған әдіснамасы ретінде дамуға көшті. Жалпы алғанда пән жүйелік талдаудың иерархиялық принцип, мақсаттардың тұтастығы принципі сияқты бірнеше принциптерімен тікелей байланысты болды. Жүйелік талдауда әдетте қолданылатын негізгі әдістермен процедуралар басқа пәндерден алынған, негізінен амалдарды зерттеуден, яғни ол жүйелік талдаудан бұрын пайда болғаны байқалады. Жүйелік талдауды байланыстыратын ойындар теориясы, шешім қабылдау теориясы, математикалық бағдарламалау, динамикалық жүйелер теориясы және т.б. әдістері жалпы әдістер болып табылады. Сонымен қатар, жүйелік талдаудың пайда болу тарихы мен даму келешегін тиянақты қарастыратын болсақ бұқаралық қызмет көрсету теориясын ұсынатын қатал да, аяқталған теорияны бейнелейтін өрнектелген тұжырымдамаларды алуға болады.

Жүйелік талдауда орталық  процедура болып есепті шешу үдерісінде көрінетін шынайы жағдайлардың өзара байланысы мен барлық факторларын бейнелейтін жалпыланған модельді құрастыру табылады. Басқа сөзбен айтқанда,  математикалық модельді құру дегеніміз кез келген жүйені жобалау немесе зерттеудің негізгі кезеңі, яғни жүйелік талдаудың негізі.

Модель ұғымы жүйелердің жалпы теориясындағы негізгі ұғым, ал  модельдеу қуатты, тіпті көбінесе зерттеудің жалғыз әдісі болып табылады. Зерттеудің бұл әдісі шынайы объектінің басқамен ауыстыруды, яғни материалды немесе идеалды түрімен ауыстыруды түсіндіреді. Кез келеген объектіге қойылатын талаптың ең негізгісі оның нақты есептер шеңберінде оқып-үйренетін объекітіге адекваттылығы, яғни сәйкестілігі және бар құралдармен жүзеге асырылуы. Нақты объектілер жасанды сызбалардың, суреттердің, карталардың модельдік ерекшеліктері арқылы сипатталуы мүмкін.

Жоғарыда айтылғандай  модельдер жүйе ұғымымен тығыз байланыста жүреді. Жүйе жұмысын, яғни құраушыларының арасындағы ішкі қатыстар туралы көрсетілімді алу немесе қолданыстың жаңа шарттарының өнімділігін есептеу мақсатында оны зерттеу барысында шынайы жүйемен немесе жүйе моделімен тәжірибе жүргізуге болады. Күрделі жүйелерді зерттеу барысында шынайы жүйемен тәжірибе жүргізу көп жағдайда қиыншылықтар туғызады. Сол себептен жүйенің моделін жасап, оны жаңадан енгізілетін параметрлермен эксперимент жүргізуге болады. Осындай жағдайда математикалық модельдерде аналитикалық шешім немесе имитациялық модельдеуді жүргізуге болады. Модель неғұрлым қарапайым болып, оның қатынаcтары мен параметрлерін есептеп, дәл аналитикалық шешім алуға болады. Ал бұл тәсілмен жүйені зерттеу мүмкін болмағанда имитациялық модельдеу қолданылады. Имитациялық модельдеудің көмегімен қажет кіріс мәліметтермен модельді сынаққа ала отырып, олардың жүйенің жұмысын бағалаудың шығыс мәліметтерін анықтауға болады. Имитациялық модельдеу дегеніміз математикалық модельді модельдеудің көмегімен зерттеу болып табылады. Имитациялық модельдеуді үш аспектіге (9-сурет) байланысты жіктеуге болады:

1-аспектісі: статикалық имитациялық модель немесе динамикалық имитациялық модель;

Статикалық имитациялық  модель – уақыттың нақты бір сәтіндегі  жүйе, яғни жүйе үшін уақыттың еш мәні болмайды.

Динамикалық имитациялық модель – уақытқа байланысты өзгеріп отыратын жүйе.

2-аспектісі: детерминделген, яғни анықталған немесе стохастикалық имитациялық модель;

Имитациялық модельдің  ықтималды, яғни кездейсоқ компонеттері болмаса, ол детерминделген, яғни анықталған жүйе болып табылады. Ал керісінше кездейсоқ компоненттері болатын жүйе – стохастикалық имитациялық жүйе деп аталады.