Математическое моделирование как средство реализации межпредметных связей высшей математики и спецдисциплин

УДК                                                                                                            Касьяненко Л. А.

                                                                                                                    Пвниотов Ю. Н.

                                                                                      ДонНТУ

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КАК СРЕДСТВО РЕАЛИЗАЦИИ МЕЖПРЕДМЕТНЫХ СВЯЗЕЙ ВЫСШЕЙ МАТЕМАТИКИ И СПЕЦДИСЦИПЛИН

Современный этап в развитии системы образования характеризуется серьезными реформами. Одно из направлений модернизации системы образования обусловлено необходимостью повысить степень сформированности интегрированных умений и навыков, необходимых будущим специалистам в их профессиональной деятельности. Решение таких важных педагогических проблем как развитие учебной мотивации, усиление прикладной направленности обучения, формирование готовности к профессиональной деятельности и других проводится за счет межпредметной интеграции. Для реализации таких интегративных связей математики и спецдисциплин, а также формирования умений и навыков, необходимых будущим специалистам в их профессиональной деятельности, используют большие потенциальные возможности метода математического моделирования.

Необходимость и целесообразность использования межпредметных связей в процессе обучения подтверждается исследованиями Бермана В.П., Гончаровой О.Н., Далингера В.А., Игнатенко Н.Я., Левчук Е.В., Слепкань З.И. и др. Учеными проводится разработка форм и методов реализации межпредметных связей математики и спецдисциплин, профессиональная направленность межпредметных связей, усовершенствование профессионально-педагогической подготовки будущих учителей при изучении математики. Однако возможности метода математического моделированиякак средства реализации межпредметных связей математики и спецдисциплин в процессе обучения студентов агротехнологических университетов полностью не изучены.

Цель исследования состоит в анализе возможностей метода математического моделирования как средства реализации межпредметных связей высшей математики и спецдисциплин.

Основными функциями курса высшей математики являются: обеспечение непрерывности школьной подготовки по элементарной математики и вузовской математической подготовки; обеспечение студентов необходимыми фундаментальными знаниями для изучения других теоретических дисциплин; формирование умений и навыков для решения научных и инженерных задач. Для оптимизации математической подготовки специалистов агротехнологического профиля важно помимо формирования у студентов базовых математических знаний и умений, развивать у них правильное представление о роли математики и различных ее методов при решении научных и инженерных задач, то есть органично сочетать профессиональное и фундаментальное образования путем реализациимежпредметной интеграции математики и спецдисциплин [2]. При этом для реализации межпредметной интеграции математики и спецдисциплин на начальных курсах обучения целесообразно использовать межпредметные связи. Необходимым теоретическим фундаментом реализации межпредметных связей учебных дисциплин является взаимопроникновение различных наук [1, с. 31]. Одним из методов, эффективно реализующих межпредметные связи высшей математики и спецдисциплин, является метод математического моделирования, сводящий исследование явлений внешнего мира к абстрактным математическим конструкциям. Данный метод является основным при решении многих задач межпредметного характера. Его использование в процессе изучения различных дисциплин циклов естественно-научной и профессионально-практической подготовки дает возможность описывать различные объекты, явления или процессы с помощью одних и тех же универсальных математических конструкций. Проведя теоретический анализ закономерностей, свойственных изучаемому явлению, студенты получают его схематичное представление с использованием математической символики, то есть его математическую модель. В результате становится очевидным, что такая модель дает возможность получить четкое представление об исследуемом явлении, охарактеризовать и количественно описать его внутреннюю структуру и внешние связи. Например, многие процессы в природе можно описать с помощью функции. При решении многих прикладных задач по данным свойствам функции требуется эту функцию найти. Для нахождения неизвестной функции по данным ее свойствам составляют математическую модель, связывающее неизвестную величину с величинами, задающими эти свойства. При решении самых разнообразных задач в различных областях науки и техники широко используются дифференциальные уравнения – математические модели, которые дают возможность через связь между бесконечно малыми величинами исследовать меняющиеся состояния или процессы движения в окружающем мире. При этом изучение процессов, протекающих в различных объектах, часто приводит к совершенно одинаковым по форме дифференциальным уравнениям. Данный факт позволяет распространить результаты исследования одной модели на широкий круг явлений. Формирование математической модели и применение ее к изучению соответствующего объекта – способ подвести студентов к математическим понятиям исходя из практики, обеспечить связь курса математики с дисциплинами циклов естественно-научной и профессионально-практической подготовки, показать широкие возможности решения задач прикладного характера с помощью математических методов.

Интерес студентов к высшей математики также повышает рассмотрение профессионально-ориентированных задач, решение большинства из которых происходит на основе построения математической модели. В условиях интенсификации аграрного сектора экономики большое значение приобретает решение проблемы эффективного использования земельных ресурсов, успешность которого зависит от определения перспективных параметров экономических показателей, обоснования оптимальных вариантов устройства территории и использования различных ресурсов. Использование экономико-математических моделей при исследовании экономических явлений в сельском хозяйстве и землеустройстве позволяет учитывать местоположение, обеспеченность землями различного качества, наличие и параметры материальных, трудовых и других ресурсов производства.

Таким образом, математическое моделирование является одним из эффективных средств реализации межпредметных связей математики и спецдисциплин. Развитие у студентов правильного представления о ролиматематики и различных ее методов при решении научных и инженерных задач возможно в условиях процесса обучения, основанного на раскрытии связей математики с окружающей действительностью. В процессе моделирования различных объектов, явлений или процессов межпредметные связи приобретают качественно новый характер. Различные отрасли знаний объединяются посредством общих понятий и законов, раскрывается модельный характер современной науки, изучение сложных систем происходит путем построения общих схем действий.

Литература:

1. Далингер В.А. Совершенствование процесса обучения математике на основе целенаправленной реализации внутрипредметных связей. – Омск: Изд-во ИПКРО, 1993. – 323 с.

2.  Комиссаренко Е.В. Межпредметная интеграция математики и спецдисциплин в подготовке специалистов агротехнологического профиля // Вісник Луганського національного ун-ту імені Тараса Шевченка. Педагогічні науки. – Луганськ: ЛНУ,2012. – № 21 (256). – С. 65-73.