К. ф.-м. н. Махина Н.М.

Брянский государственный университет им. ак. И.Г. Петровского, Россия

Проблема формирования положительной мотивации будущего системного программиста к изучению математического анализа

Широко известно, что в связи с новой концепцией модернизации классического университетского образования, ориентированной в большей степени на профессионально-практические знания обучаемого, выделенные в качестве основных компетенций в Федеральных государственных образовательных стандартах (ФГОС) нового поколения, важное значение принимает необходимость конструирования таких моделей учебного процесса, которые бы способствовали развитию умения осмысленно пользоваться возможностями фундаментальных дисциплин для решения профессиональных задач.

Конечно, особый смысл приобретает данная проблема на направлениях подготовки с уже изначально фундаментальным образованием, в которое «вклинивается» та или иная практическая составляющая. С этой точки зрения рассмотрим особенности обучения на направлении образования «Прикладная математика и информатика» с профилем «Математик. Системный программист».

Заметим, что на сегодняшний день системный программист, получивший к тому же основное математическое образование, – программист высокого уровня, результативно решающий задачу из произвольной предметной области, использующий при этом наиболее эффективные инструментальные средства или создающий собственные. Кроме того, системный программист знает особенности системного программного обеспечения, архитектуры компьютера и вычислительных комплексов (например, [5]).

Согласно ФГОС, круг вопросов, рассматриваемых в качестве основных объектов знания на вышеуказанном направлении образования, достаточно широк. Возникает проблема: сформировать базовые профессиональные компетенции с минимальными затратами времени и сил как обучаемого, так и обучающего.

В связи с этим на первый план выходит необходимость целенаправленного и даже основополагающего использования в образовательном процессе междисциплинарной интеграции.

Междисциплинарная интеграция – способ построения учебных дисциплин с помощью синтеза научных знаний на основе базовых закономерностей развития науки и определенных межпредметными связями; она призвана обеспечить целостную систему преподавания различных учебных дисциплин, основанную на использовании в решении предметной задачи одной науки метода другой науки и их общей мировоззренческой позиции (например, [2]).

Вопросы теории и методики междисциплинарной интеграции в последнее время приобрели одно из определяющих значений в современной педагогической науке. Мы предлагаем использовать все возможности такой интеграции для формирования положительной мотивации будущих бакалавров в изучении курсов программирования и математического анализа.

С точки зрения традиционного взгляда на преподавание данных дисциплин, конечно, нельзя обойтись без их взаимопроникновения. Вернее, использование математики в программировании вполне предсказуемо и оправдано, ведь строгая и формализованная логика программирования легко допускает применение математических правил и законов.

Однако, если пообщаться с программистами-практиками, почитать высказывания на Интернет-форумах (например, [3]-[4]), можно сделать вывод, что в реальной практике программирования более нужными оказываются знания из дискретной математики: математической логики и кибернетики, теории алгоритмов, сортировок, графов, автоматов, искусственного интеллекта и других не менее популярных разделов.

Таким образом, проблема положительной мотивации будущего системного программиста в изучении математического анализа с помощью реализации межпредметных связей выходит на первый план.

Конечно, математический анализ, как базовая математическая дисциплина, помогает формировать общий математический подход к изучению явлений реального мира и возможностям его применения; совершенствует логическое мышление и умение эффективной организации процесса (написание кода программы) и конечного результата работы (готовое приложение и т.п.); способствует созданию целостной мировоззренческой позиции.

Кроме того, знания из данного раздела математики напрямую находят свое применение при создании приложений для обработки графической и звуковой информации, различного рода анализаторов, CADов и многих других. Аппарат математического анализа является базовым и в теории численных методов − разделе математики, посвященном методам приближённого решения математических задач, сводящихся к выполнению конечного числа элементарных операций над числами, что позволяет реализовывать их в программном коде.

Таким образом, на каждом этапе подготовки будущего программиста необходимо озвучивать математическую сторону того или иного специфического предметного знания. При преподавании же математического анализа необходимо объяснять сущность математических понятий, при каждой возможности интерпретировать те или иные математические знания в качестве абстрактных моделей явлений реального мира. Так внутренняя логика предметного знания математического анализа формирует понимание того, что с помощью подобных моделей программист может анализировать процессы окружающего мира.

Кроме того, будет полезным использовать возможности программирования при решении специфических задач из различных разделов математического анализа, например, при традиционном вычислении пределов, суммы ряда с указанной точностью и т.п., что позволит обучаемым на практике увидеть, как «работают» абстрактные математические модели.

Данный подход усиливает интеграцию вышеуказанных дисциплин и способствует формированию устойчивой мотивации к изучению математического анализа в рамках преподавания курса программирования и обратно.

Литература:

1. Егорова М.А. Интегрированная методика обучения при подготовке бакалавров; Литвиненко О.Д. Роль и место математических дисциплин в интегрированном преподавании как инструменте компетентностного подхода подготовки специалистов; Фомина М.В., Масловская С.В., Кван О.В., Чирков А.Н. Междисциплинарная интеграция в образовательном процессе ВУЗа // Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры. Материалы Всероссийской научно-методической конференции (с международным участием); Оренбургский гос. ун-т. – Оренбург: ООО ИПК «Университет». – 2013. – С. 966-969; с. 1251-1258; с. 1201-1204.

2. Материалы сайта «KiberForum.ru» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.cyberforum.ru/mathematics/thread72531.html

3. Материалы сайта «Клуб программистов» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.programmersforum.ru/showthread.php?t=226719

4. Материалы сайта «ДФУ. Институт математики и компьютерных наук» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://imcs.dvfu.ru/ru/abi/about_spec/mathem_sist.html