infojournalИнформатика и образованиеInformatics and education0234-04532658-7769Publishing House Education and Informatics10.32517/0234-0453-2021-36-5-52-58infojournal-692Research ArticleИНФОРМАТИЗАЦИЯ ОБРАЗОВАНИЯINFORMATIZATION OF EDUCATIONКомпьютерная симуляция на уроках информатики как фактор преемственности школьного образования при обучении математическому моделированиюComputer simulation in informatics lessons as a factor of the continuity of school education in teaching mathematical modelinghttps://orcid.org/0000-0001-9570-2432КоролёвМ. Е.KorolevM. E.

Королёв Марк Евгеньевич, канд. физ.-мат. наук, доцент, доцент кафедры «Транспортные технологии», 284646, Украина, г. Горловка, ул. Кирова, д. 51

Mark E. Korolev, Candidate of Sciences (Physics and Mathematics), Docent, Associate Professor at the Department “Transport Technologies”, 284646, Ukraine, Gorlovka, ul. Kirova, 51

kustokust@gmail.comАвтомобильно-дорожный институт Донецкого национального технического университетаУкраинаAutomobile and Road Institute of Donetsk National Technical UniversityUkraine202116072021055258Copyright © Королёв М.Е., 20212021Королёв М.Е.Korolev M.E.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://info.infojournal.ru/jour/article/view/692

В статье актуализируется необходимость использования элементов компьютерного моделирования от школы к университету при обучении студентов инженерного направления математике, анализируется роль имитационных моделей прикладной математики. Представлен опыт организации занятий с использованием визуализации данных, рассматривается применение для изучения математики в контексте математического образования симуляторов и игр, в которых учащиеся взаимодействуют с интерактивными обучаемыми средами, обсуждаются примеры использования компьютерных симуляций на занятиях. В исследовании перечислены и охарактеризованы типы дидактических симуляций, рассматриваются вопросы процесса перехода школьного образования с использованием симуляторов и игр в дидактику математики технических университетов с использованием прикладной математики и математического моделирования до элементов имитационного моделирования. Проведен педагогический эксперимент преемственности школьного образования (секция «Информационные системы и программирование» Донецкой Республиканской Малой Академии Наук учащейся молодежи) при обучении прикладной математике, информатике и математическому моделированию (кафедра «Транспортные технологии») студентов инженерно-транспортного направления Автомобильно-дорожного института Донецкого национального технического университета.

The article actualizes the need to use elements of computer modeling from school to university when teaching mathematics to engineering students, analyzes the role of simulation models of applied mathematics. The experience of organizing classes using data visualization is presented, the use of simulators and games for studying mathematics in the context of mathematical education, in which students interact with interactive learning environments, is discussed, examples of using computer simulations in the classroom are discussed. The study lists and characterizes the types of didactic simulations, examines the process of transition of school education using simulators and games into the didactics of mathematics of technical universities using applied mathematics and mathematical modeling to elements of simulation. A pedagogical experiment of the continuity of school education (section “Information systems and programming” of the Donetsk Republican Small Academy of Sciences for Students) was carried out in teaching applied mathematics, informatics and mathematical modeling (the department “Transport technologies”) students of the engineering and transport direction of Automobile and Road Institute of Donetsk National Technical University.

компьютерная симуляцияматематическое моделированиеприкладная математикаимитационное моделированиеинформационные системывизуализацияcomputer simulationmathematical modelingapplied mathematicssimulationinformation systemsvisualizationПедагогический эксперимент «Непрерывная система образования “Школа-университет”» выполнен: • с использованием оборудования и программного обеспечения лабораторий кафедры «Транспортные технологии» (зав. кафедрой канд. тех. наук, доцент А. Н. Дудников) ГОУ ВПО АДИ «ДонНТУ», г. Горловка; • на базе учреждения дополнительного образования «Донецкая Республиканская Малая Академия Наук учащейся молодежи» (директор В. А. Зубков), г. Донецк.The pedagogical experiment “Continuous education system “School-University” was carried out: • using the equipment and software of the laboratories of the Department of Transport Technologies (Head of the Department, Candidate of Sciences (Engineering), Docent A. N. Dudnikov) of Automobile and Road Institute of Donetsk National Technical University, Horlovka; • on the basis of the institution of additional education “Donetsk Republican Small Academy of Sciences for Students” (Director V. A. Zubkov), Donetsk.ReferencesПономарев Р. Е. Образовательное пространство. М.: МАКС Пресс, 2014. 100 с. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=23396774Ponomarev R. E. Obrazovatel’noe prostranstvo [Educational space]. Moscow, MАKS Press, 2014. 100 p. (In Russian.)Cлободчиков В. И. Инновации в образовании: основания и смысл. http://www.researcher.ru/methodics/nauka/a_1xizkd.htmlSlobodchikov V. I. Innovatsii v obrazovanii: osnovaniya i smysl [Innovation in education: foundations and meaning]. (In Russian.) Available at: http://www.researcher.ru/methodics/nauka/a_1xizkd.htmlКоролев М. Е. Эффективность методики обучения прикладной математике студентов технических специальностей средствами игровых моделей на основе эвристического подхода // Дидактика математики: проблемы и исследования. 2020. № 51. С. 53–60. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=44097824Korolev M. E. Ehffektivnost’ metodiki obucheniya prikladnoj matematike studentov tekhnicheskikh spetsial’nostej sredstvami igrovykh modelej na osnove ehvristicheskogo podkhoda [Efficiency of teaching applied mathematics of students of technical specialties by means of game models on the basis of a heuristic approach]. Didaktika matematiki: problemy i issledovaniya — Didactics of Mathematics: Problems and Investigations, 2020, no. 51, p. 53–60. (In Russian.)Скафа Е. И., Дрозд М. В. Методологический подход к пониманию роли эвристической задачи в математическом образовании школьников // Дидактика математики: проблемы и исследования. 2017. № 46. С. 15–20. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=32529779Skafa E. I., Drozd M. V. Metodologicheskij podkhod k ponimaniyu roli ehvristicheskoj zadachi v matematicheskom obrazovanii shkol’nikov [The methodical approach to understanding the role of the heuristic task]. Didaktika matematiki: problemy i issledovaniya — Didactics of Mathematics: Problems and Investigations, 2017, no. 46, p. 15–20. (In Russian.)Скафа Е. И. Эвристическое обучение математике: теория, методика, технология. Донецк: ДонНУ, 2004. 440 с.Skafa E. I. Ehvristicheskoe obuchenie matematike: teoriya, metodika, tekhnologiya [Heuristic teaching of mathematics: theory, methodology, technology]. Donetsk, DonNU, 2004. 440 p. (In Russian.)Королев М. Е. Теоретико-методические основы развития исследовательской деятельности будущих инженеров // Научные горизонты. 2020. № 8. С. 72–78. https://www.sciencehorizon.ru/wp-content/uploads/2017/08/Nauchnyie_gorizontyi_8_36_2020.pdfKorolev M. E. Teoretiko-metodicheskie osnovy razvitiya issledovatel’skoj deyatel’nosti budushhikh inzhenerov [Theoretical-methodological foundations for the development of research activities of future engineers]. Nauchnye gorizonty — Scientific Horizons, 2020, no. 8, p. 72–78. (In Russian.) Available at: https://www.sciencehorizon.ru/wp-content/uploads/2017/08/Nauchnyie_gorizontyi_8_36_2020.pdfНахман А. Д. Основные аспекты обучения математическому моделированию в системе «школа-вуз» // Научное обозрение. Педагогические науки. 2016. № 5. С. 41–56. https://science-pedagogy.ru/ru/article/view?id=1533Nakhman A. D. Osnovnye aspekty obucheniya matematicheskomu modelirovaniyu v sisteme “shkola-vuz” [Key aspects of training of mathematical modeling in the sistem “school-higher educational institution”]. Nauchnoe obozrenie. Pedagogicheskie nauki — Scientific Review. Pedagogical Sciences, 2016, no. 5, p. 41–56. (In Russian.) Available at: https://science-pedagogy.ru/ru/article/view?id=1533Роберт И. В. Психолого-педагогические условия создания и функционирования информационно-образовательного пространства // Педагогическая информатика. 2014. № 1. С. 60–78. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=21429230Robert I. V. Psikhologo-pedagogicheskie usloviya sozdaniya i funktsionirovaniya informatsionno-obrazovatel’nogo prostranstva [Psychological and pedagogical conditions for the creation and functioning of information and educational space]. Pedagogicheskaya informatika — Pedagogical Informatics, 2014, no. 1, p. 60–78. (In Russian.)Роберт И. В., Мухаметзянов И. Ш., Касторнова В. А. Информационно-образовательное пространство. М.: ИУО РАО, 2017. 92 с.Robert I. V., Mukhametzyanov I. Sh., Kastornova V. A. Informatsionno-obrazovatel’noe prostranstvo [Information and educational space]. Moscow, IUO RАO, 2017. 92 p. (In Russian.)Горстко А. Б. Познакомьтесь с математическим моделированием. М.: Знание, 1991. 160 c.Gorstko A. B. Poznakom’tes’ s matematicheskim modelirovaniem [Get to know mathematical modeling]. Moscow, Znanie, 1991. 160 p. (In Russian.)Карпов Ю. Г. Имитационное моделирование систем. Введение в моделирование с AnyLogic5. СПб.: БХВ-Петербург, 2009. 400 c.Karpov Yu. G. Imitatsionnoe modelirovanie sistem. Vvedenie v modelirovanie s AnyLogic5 [Simulation of systems. Introduction to modeling with AnyLogic5]. Saint Petersburg, BKHV-Peterburg, 2009. 400 p. (In Russian.)Staker H. C., Chan E., Clayton M., Hernandez A., Horn M. B., Mackey K. The rise of K-12 blended learning: Profiles of emerging models. Innosight Institute, 2011. 184 p. https://www.christenseninstitute.org/wp-content/uploads/2013/04/The-rise-of-K-12-blended-learning.emerging-models.pdfStaker H. C., Chan E., Clayton M., Hernandez A., Horn M. B., Mackey K. The rise of K-12 blended learning: Profiles of emerging models. Innosight Institute, 2011. 184 p. Available at: https://www.christenseninstitute.org/wp-content/uploads/2013/04/The-rise-of-K-12-blendedlearning.emerging-models.pdfPost L. S., Guo P., Saab N., Admiraal W. Effects of remote labs on cognitive, behavioral, and affective learning outcomes in higher education // Computers & Education. 2019. Vol. 140. DOI: 10.1016/j.compedu.2019.103596Post L. S., Guo P., Saab N., Admiraal W. Effects of remote labs on cognitive, behavioral, and affective learning outcomes in higher education. Computers & Education, 2019, vol. 140. DOI: 10.1016/j.compedu.2019.103596Морозов А. Д. Введение в теорию фракталов. М.: Институт компьютерных исследований, 2002. 160 с.Morozov A. D. Vvedenie v teoriyu fraktalov [Introduction to fractal theory]. Moscow, Institute for Computer Research, 2002. 160 p. (In Russian.)Мандельброт Б. Б. Фрактальная геометрия природы. М.: Институт компьютерных исследований, 2002. 656 с.Mandelbrot B. B. Fraktal’naya geometriya prirody [Fractal geometry of nature]. Moscow, Institute for Computer Research, 2002. 656 p. (In Russian.)Кобелев Н. Б., Девятков В. В., Половников В. А. Имитационное моделирование. М.: КУРС, ИНФРА-М, 2013. 368 c.Kobelev N. B., Devyatkov V. V., Polovnikov V. A. Imitatsionnoe modelirovanie [Simulation modeling]. Moscow, KURS, INFRА-M, 2013. 368 p. (In Russian.)Хуторской А. В. Теоретико-методологические основания инновационных процессов в образовании // Интернет-журнал «Эйдос». 2005.Khutorskoy A. V. Teoretiko-metodologicheskie osnovaniya innovatsionnykh protsessov v obrazovanii [Theoretical and methodological foundations of innovative processes in education]. Internet-zhurnal “Ehjdos”— Internet magazine “Eidos”, 2005. (In Russian.)Halverson L. R., Spring K. J., Huyett S., Henrie C. R., Graham C. R. Blended learning research in higher education and K-12 settings // Learning, Design, and Technology: An International Compendium of Theory, Research, Practice, and Policy. Cham: Springer, 2017. P. 1–30. DOI: 10.1007/978-3-319-17727-4_31-1Halverson L. R., Spring K. J., Huyett S., Henrie C. R., Graham C. R. Blended learning research in higher education and K-12 settings. Learning, Design, and Technology: An International Compendium of Theory, Research, Practice, and Policy. Cham, Springer, 2017, p. 1–30. DOI: 10.1007/978-3-319-17727-4_31-1Трусова П. В. Введение в математическое моделирование. М.: Логос, 2005. 440 c.Trusova P. V. Vvedenie v matematicheskoe modelirovanie [Introduction to mathematical modeling]. Moscow, Logos, 2005. 440 p. (In Russian.)Родионов Ю. В., Гливенкова О. А., Нахман А. Д. Инновационные содержательно-методические линии курса математики // Вопросы современной науки и практики. Университет имени В. И. Вернадского. 2017. № 3. С. 183–192. DOI: 10.17277/voprosy.2017.03.pp.183-192Rodionov Yu. V., Glivenkova O. A., Nakhman A. D. Innovatsionnye soderzhatel’no-metodicheskie linii kursa matematiki [Innovative content lines in the mathematics course]. Voprosy sovremennoj nauki i praktiki. Universitet imeni V. I. Vernadskogo — Problems of Contemporary Science and Practice. Vernadsky University, 2017, no. 3, p. 183–192. (In Russian.) DOI: 10.17277/voprosy.2017.03.pp.183-192

The authors declare that there are no conflicts of interest present.