Development of ICT competence among students when teaching inverse problems for differential equations with the use of computer technology

封面

如何引用文章

全文:

详细

Problem and goal. The great need to apply the theory of inverse problems for differential equations (IP) in the research of applied problems is explained by the fact that it is possible to effectively study hard-to-reach or inaccessible objects and processes, to identify, for example, the location of objects, determine their shape, etc. In addition, it is possible to identify causeand-effect relationships of processes and phenomena (see, for example, [5; 6; 8; 11; 14; 17; 19]). It became possible, in many respects, thanks to modern computer technologies which allow to investigate various mathematical models of inverse problems, realize modern computational algorithms of the numerical solution of inverse problems for differential equations, carry out three-dimensional visualization of their decisions and control of accuracy of calculations. This circumstance explains the widespread introduction of modern computer technologies in the process of teaching students of IP educational institutions of physics and mathematics (see, for example, [2; 5; 6; 8; 10-14; 17; 19; 20]). In the process of teaching, goals are set to ensure that students form a system of fundamental knowledge in the field of theory and practice of inverse problems, applied and computational mathematics, acquire the skills to choose and apply computer technology to find solutions to inverse problems, develop their ICT competence. Methodology. The development of ICT competence among students of universities of physical and mathematical areas of training, as a result of learning IP, is ensured by how successfully the conditions will be implemented in practice, including: 1) involvement of specialists in the field of inverse problems for differential equations with experience in the use of computer technology in the study of inverse problems; 2) conducting lectures and practical classes using multimedia and computer technologies; 3) implementation of didactic principles of teaching inverse problems for differential equations using computer technologies; 4) attraction of students to performance of semester tasks, course and final qualifying works on inverse problems for differential equations with use of computer technologies. Results. In practical classes, students acquire the skills to apply modern computer technology in the study of IP. Students gain experience in analyzing new information about the studied physical processes and phenomena using computer technology. Students form knowledge about the role of computer technology in mobile research of mathematical models of inverse problems for differential equations, demonstrating ICT competence. Conclusion. Developed in the process of teaching inverse problems for differential equations using computer technologies, ICT competence will obviously allow students in their future professional activities to effectively apply a variety of computer technologies in the study of mathematical models of inverse problems.

作者简介

Viktor Kornilov

Moscow City University

编辑信件的主要联系方式.
Email: vs_kornilov@mail.ru

doctor of pedagogical sciences, candidate of physical and mathematical sciences, full professor, deputy head of the Department of Informatization of Education

29 Sheremetyevskaya St., Moscow, 127521, Russian Federation

参考

  1. Belenkova I.V. Metodika ispol’zovanija matematicheskih paketov v professional’noj podgotovke studentov vuza [Method of using mathematical packages in professional training of university students]: dissertation of the candidate of pedagogical sciences. Ekaterinburg, 2004. 170 p.
  2. Bidaibekov E.S., Kornilov V.S., Kamalova G.B. Obuchenie budushhih uchitelej matematiki i informatiki obratnym zadacham dlja differencial’nyh uravnenij [The training of future teachers of mathematics and informatics inverse problems for differential equations]. Vestnik Moskovskogo gorodskogo pedagogicheskogo universiteta. Seriya: Informatika i informatizacija obrazovanija [Bulletin of the Moscow City Pedagogical University. Series: Informatics and Informatization of Education]. 2014. No. 3(29). Pp. 57–69.
  3. Buzhinskaya N.V. Metodika ocenki urovnja IKT-kompetentnosti studentov pedagogicheskih vuzov [Methodology for assessing the level of ICT competence of students of pedagogical universities]. Vestnik Brjanskogo gosudarstvennogo universiteta [Bulletin of the Bryansk State University]. 2016. No. 1(27). Pp. 319–324.
  4. Boronenko T.A., Fedotova V.S. Formirovanie IKT-kompetentnosti nauchno-pedagogicheskih kadrov v trehurovnevoj sisteme vysshego obrazovanija [Formation of ICT competence of scientific and pedagogical personnel in the three-level system of higher education]. Obrazovanie i nauka [Education and science]. 2016. No. 1. Pp. 95–106.
  5. Vatulyan A.O., Belyak O.A., Sukhov D.Yu., Yavruyan O.V. Obratnye i nekorrektnye zadachi [Inverse and ill-posed problems]: textbook. Rostov-on-Don: Southern Federal University Publ., 2011. 232 p.
  6. Denisov A.M. Vvedenie v teoriju obratnyh zadach [Introduction to the theory of inverse problems]: textbook. Moscow: Izd-vo Moskovskogo universiteta, 1994. 207 p.
  7. Efimova T.N. Formirovanie informacionno-kommunikativnoj kompetentnosti kak neobhodimoe uslovie jeffektivnosti professional’noj dejatel’nosti budushhego specialist [Formation of information and communication competence as a necessary condition for the eff of professional activity of the future specialist]. http://migha.ru/formirovanieinformacionno-kommunikativnoj-kompetentnosti.html (accessed: 31.07.2019).
  8. Kabanikhin S.I. Obratnye i nekorrektnye zadachi [Inverse and ill-posed problems]: a textbook for university students. Novosibirsk: Sibirskoe nauchnoe izdatel’stvo, 2009. 458 p.
  9. Kiseleva T.G., Kartseva S.S. Model formirovanija IKT-kompetencii u studentov pedagogicheskih special’nostej [Model of ICT competence formation in students of pedagogical specialties]. Za kachestvennoe obrazovanie [For quality education]: proceedings of III All-Russian forum (with international participation). Saratov: SGMU, 2018. http:// filling-form.ru/other/121775/index.html?page=25 (accessed: 31.07.2019).
  10. Kornilov V.S. Realizacija didakticheskih principov obuchenija pri ispol’zovanii obrazovatel’nyh jelektronnyh resursov v kurse “Obratnye zadachi dlja differencial’nyh uravnenij” [Implementation of didactic principles of teaching using educational electronic resources in the course “Inverse problems for differential equations”]. Vestnik Rossijskogo universiteta druzhby narodov. Seriya: Informatizacija obrazovanija [Bulletin of Peoples’ Friendship University of Russia. Series: Informatization in Education]. 2006. No. 1(3). Pp. 40–44.
  11. Kornilov V.S. Obratnye zadachi v soderzhanii obucheniya prikladnoj matematike [Inverse problems in the content of teaching applied mathematics]. Vestnik Rossijskogo universiteta druzhby narodov. Seriya: Informatizacija obrazovanija [Bulletin of Peoples’ Friendship University of Russia. Series: Informatization in Education]. 2014. No. 2. Pp. 109–118.
  12. Kornilov V.S. Obuchenie studentov obratnym zadacham dlja differencial’nyh uravnenij kak faktor formirovanija kompetentnosti v oblasti prikladnoj matematiki [Teaching students inverse problems for differential equations as a factor of competence formation in the field of applied mathematics]. Vestnik Rossijskogo universiteta druzhby narodov. Seriya: Informatizacija obrazovanija [Bulletin of Peoples’ Friendship University of Russia. Series: Informatization in Education]. 2015. No. 1. Pp. 63–72.
  13. Kornilov V.S. Realizacija nauchno-obrazovatel’nogo potenciala obuchenija studentov vuzov obratnym zadacham dlja differencial’nyh uravnenij [Realization of scientific and educational potential of training of students of higher education institutions in the inverse problems for the differential equations]. Kazanskij pedagogicheskij zhurnal [Kazan pedagogical journal]. 2016. No. 6. Pp. 55–59.
  14. Kornilov V.S. Teorija i metodika obuchenija obratnym zadacham dlja differencial’nyh uravnenij [Theory and technique of training to the inverse problems for differential equations]: monography. Moscow: OntoPrint Publ., 2017. 500 p.
  15. Kornilov V.S., Karymsakova A.J. Informatizacija obuchenija budushhih uchitelej matematiki linejnoj algebre kak faktor razvitija IKT-kompetentnosti [Informatization of training of future teachers of mathematics in linear algebra as a factor of ICT competence development]. Vestnik Moskovskogo gorodskogo pedagogicheskogo universiteta. Seriya: Informatika i informatizacija obrazovanija [Bulletin of the Moscow City Pedagogical University. Series: Informatics and Informatization of Education]. 2019. No. 3(49). Pp. 69–79.
  16. Nesterova I.A. IKT-kompetentnost [ICT competence]. http://odiplom.ru/lab/ikt-kompetentnost.html (accessed: 31.07.2019).
  17. Romanov V.G. Obratnye zadachi dlja differencial’nyh uravnenij [Inverse problems for diff ential equations]: special course for NGU students. Novosibirsk: NGU, 1973. 252 p.
  18. Sabitova N.G. Formirovanie informacionno-kommunikacionnyh kompetencij studentov bakalavriata sredstvami jelektronnyh obrazovatel’nyh tehnologij [Formation of information and communication competences of undergraduate students by means of electronic educational technologies]: dissertation of the candidate of pedagogical sciences. Izhevsk, 2012. 200 p.
  19. Yurko V.A. Vvedenie v teoriyu obratnyh spektral’nyh zadach [Introduction to the theory of inverse spectral problems]: textbook. Moscow: Fizmatlit Publ., 2007. 384 p.
  20. Bidaibekov Y.Y., Kornilov V.S., Kamalova G.B., Akimzhan N.Sh. Fundamentalization of knowledge system on applied mathematics in teaching students of inverse problems for differential equations. AIP Conference Proceedings (Antalya, Turkey, November 5–7, 2015). 2015. Vol. 1676. No. 1. https://doi.org/10.1063/1.4930470

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».