Компьютерные технологии решения прикладных задач. Типы задач. Области применения.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М. Е. ЕВСЕВЬЕВА»

Факультет физико-математический

Кафедра информатики и вычислительной техники

РЕФЕРАТ

КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ РЕШЕНИЯ ПРИКЛАДНЫХ ЗАДАЧ. ТИПЫ ЗАДАЧ. ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ.

Автор работы _____________________________________ Е. Д. Понятова

Направления подготовки 44.03.05 Педагогическое образование

Профиль Математика. Информатика

Руководитель работы

канд. физ. мат. наук, доцент__________________________Т. В. Кормилицына

Оценка __________

Саранск 2021

Человек использует компьютер для решения самых разных информационных задач. Если в составе доступного программного обеспечения имеется программа, подходящая для решения задачи, то пользователь выбирает ее в качестве инструмента (текстовый или табличный – процессор, специализированный пакет программ и др.). В том случае, когда готовой программой воспользоваться нельзя, приходится использовать языки программирования.

В решении прикладной задачи на компьютере с использованием программирования можно выделить следующие этапы:

• постановка задачи;

• формализация (математическое моделирование);

• построение алгоритма;

• составление программы на языке программирования;

• отладка и тестирование программы;

• проведение расчетов;

• анализ полученных результатов.

Понятие прикладной задачи

Прикладная задача - задача, в которой описывается практико-ориентированная ситуация и решение которой требует определенных практических навыков, в том числе навыков использования средств информационных и коммуникационных технологий.

Эффективность использования прикладных задач во многом зависит от тех критериев, которые положены в основу их типизации, подбора задачной системы курса информатики, системы прикладных задач и методики решения и использования прикладных задач.

Существующая задачная система курса в основном содержит типовые задачи, которые известны еще с момента появления первого учебника (А.П. Ершова и др.) по курсу ОИВТ. Это система «математизированных» задач на построение алгоритмов нахождения абсолютного значения числа, НОД, НОК, МАХ, МIN, сумм, произведений, количества, решения линейных и квадратных уравнений и неравенств и т.д. Количество прикладных задач в учебниках, по нашим подсчетам, составляет от 15 до 20%, что явно недостаточно для решения задач прикладной направленности школьного курса информатики.

Методическая наука имеет ряд исследований, посвященных проблемам классификации и систематизации школьных задач. Идеи этих классификаций, безусловно, полезны для построения разрабатываемой нами системы прикладных задач.

Укажем некоторые методические особенности построения системы задач прикладного содержания, которые, с моей точки зрения, являются наиболее значимыми:

• - предполагаемая система прикладных задач должна быть построена по аналогии с существующей структурой школьного учебного материала, новая систематизация школьных задач предполагает новую систему вопросов в существующих задачах, новую фабулу и новую методику их решения;

• - в построенную задачную систему желательно включить задачи из различных областей приложений школьного курса информатики;

• - система прикладных задач должна обладать подвижностью, а именно: при переходе от одной ступени обучения к другой типы задач системы должны меняться от обычных текстовых задач, содержащих элементы вымышленных бытовых ситуаций и задач из различных разделов школьных дисциплин, до реально существующих задач из окружающего нас мира;

• - первоочередность решения тех или иных задач системы нужно рассматривать с точки зрения профессиональной направленности обучения информатике, и соответствующих интересов учащихся;

• - задачная система должна содержать задачи разного уровня сложности и должна быть пригодна не только для классной, но и для внеклассной форм обучения;

• - в систему желательно включить задания для учащихся по самостоятельной формулировке, постановке, решению и анализу задач из различных сфер человеческой деятельности.

Итак, прикладные задачи можно различать по их роли в учебном процессе, по содержанию и по другим функциям. В систему прикладных задач можно включить следующие типы задач:

1. Текстовые задачи (задачи из различных разделов науки, техники, производства и экономики);

2. Задачи с практическим (бытовым) содержанием, отражающие проблемы общества, семьи, человека;

3. Задачи, отражающие будущие профессиональные интересы учащихся;

4. Задачи, отражающие межпредметные и внутрипредметные связи;

5. Экономические задачи;

6. Производственные задачи;

7. Задачи с сельскохозяйственной тематикой;

8. Задачи с транспортной тематикой:

9. Задачи управления информационными процессами, кибернетики;

10. Задачи моделирования:

11. Задачи с приближенными вычислениями:

12. Задачи, решаемые с использованием численных методов;

13. Экстремальные задачи:

14. Задачи на оптимизацию, задачи линейного программирования:

15. Логические задачи;

16. Задачи статистики, теории вероятностей и теории игр;

17. Задачи с историческим содержанием:

18. Занимательные и игровые задачи:

19. Задачи, составленные учащимися самостоятельно.

Профессиональные пакеты прикладных программ для решения задач

Кардинальные перемены во всех областях человеческой жизни, которые несут за собой эти информационные и коммуникационные технологии и новые модели деятельности вкупе с новыми социальными требованиями мирового сообщества, требуют совершенно иного уровня грамотности, соответствующего запросам информационного общества. Новые технологии приобретения знаний, новые педагогические подходы к преподаванию и усвоению знаний должны способствовать активизации интеллекта обучаемых, формированию их творческих и умственных способностей, развитию целостного мировоззрения

С учетом модернизации обучения актуальным сегодня является активное использование компьютерных технологий. Внедрение новых информационных технологий в учебный процесс в качестве педагогических инноваций ни у кого не вызывает сомнений. Однако процесс их поиска и реализации, связанный с развитием нетрадиционных форм, методов и средств обучения, основанных на преимуществах компьютерных технологий, вызывает острые дискуссии среди педагогов. Любое обучение предполагает определенную степень активности со стороны субъекта, и без нее обучение вообще невозможно. Но степень этой активности в реальной действительности неодинакова при использовании различных методов и средств обучения.

Идея включения в учебный процесс разнородных источников информации, преодоления коммуникативных барьеров в учебном процессе значима не только для студентов, но и для педагогов, также оказавшихся в ситуации «информационного взрыва». Принципиально важным при этом становится одновременное повышение информационной культуры как студентов, так и педагогов. Наметившийся в последние годы разрыв между умением ориентироваться в современной медийной среде у преподавателей и студентов должен быть либо преодолен, либо сознательно использован

педагогом для повышения качества процесса обучения. Это может произойти в тех случаях, когда преподаватель переводит обучение в режим диалога, открытого для любой информации, когда поводом для изучения и исследования становится любое явление культуры, вызывающее интерес у аудитории.

Медиаобразование выступает здесь как педагогическая система, позволяющая использовать современные методики и технологии (формирование коммуникативной компетенции, аудиовизуальной и информационной грамотности) на основе мировоззренческих позиций (развитие критического мышления, выработка собственных концепций на базе информационных потоков, передаваемых по различным каналам связи)

Одним из наиболее широких направлений внедрения информационных технологий в среднем профессиональном образовании является применение прикладного программного обеспечения.

Рассмотрим возможности информационных технологий, позволяющие повысить качество подготовки студентов в системе среднего профессионального образования.

В соответствии с применяемой классификацией прикладного программного обеспечения его можно разделить на такие основные группы:

- проблемно-ориентированные программные продукты и пакеты,

- системы автоматизированного проектирования (САПР),

- методо-ориентированные пакеты прикладных программ,

- пакеты прикладных программ общего назначения,

- интеллектуальные информационные системы,

- офисные пакеты прикладных программ,

- программные средства мультимедиа,

- настольные издательские системы

Таблица 1. Классификация прикладного программного обеспечения

При изучении количественных характеристик сложных экономических задач используется метод математического моделирования, который позволяет при заданных ограничениях найти оптимальное решение. К таким задачам относятся задачи об использовании ресурсов, задачи отыскания наиболее дешевого набора из отпущенных исходных материалов, задачи наиболее эффективного использования транспортных средств для перевозки заданного объема продукции.

При этом в качестве инструментария для решения данного класса задач широко используются электронные таблицы. Возможности электронных таблиц выходят за рамки

обычных вычислений. С их помощью можно строить компьютерную модель и анализировать данные при помощи компьютерного эксперимента.

В качестве примера можно привести расчет стоимости проезда на автомобиле. В оформленную заранее форму вносятся только параметры автомобиля и расстояние до выбранного пункта, и с помощью формул проводится вычисление необходимой суммы для оплаты проезда (рис. 1)

Рис.1

Профессиональная деятельность специалиста любой области становится всё более зависима от информационных технологий и будущее неизбежно потребует большого запаса разнообразных знаний, включая и знания информационных технологий.

Умение мыслить самостоятельно, опираясь на знания, опыт, ценится значительно выше, чем просто эрудиция или обладание широким спектром знаний без умения применять эти знания для решения конкретных проблем.

Образованность, гибкость мышления, умение ориентироваться в огромном потоке информации становятся значимыми ценностями для человека на протяжении всей его жизни. Эти же ценности значимы и для общества, так как стремительное развитие технологий во всех областях науки, культуры, производства предполагает использование творческого потенциала образованных людей не только в сфере управления, но и для обслуживания технологий. Поэтому использование информационных технологий для решения профессиональных задач рассматривается как одно из приоритетных направлений информатизации общества.

Список использованных источников

1. Пегов А.А., Пьяных Е.Г. Использование современных информационных и коммуникационных технологий в учебном процессе (Краткий курс лекций). [Электронный ресурс.- http://www. tspu.edu.ru/images /faculties /fmf /files/ UMK /lek.pdf]

2. Полат Е.С., Бухаркина М.Ю. Современные педагогические и информационные технологии в системе образования, Издательский центр «Академия», Москва, 2008 г.

3. Лазарев Т.В. Образовательные технологии новых стандартов.- Петрозаводск: Verso, 2012