Рабочая тетрадь по высшей математики для будущих инженеров

Структурированность
образовательной информационной
среды предполагает, что её
компоненты, которые относятся к
дисциплине или ее большому
разделу, объединяются в
предметный учебно-методический
комплекс, который имеет
согласованную модульную
структуру. Очевидно, аналогичную
структуру могут иметь комплексы,
которые соответствуют не только
математическим, общеинженерным
и специальным дисциплинам, но и
дисциплинам гуманитарного цикла.
Важнейшим условием единства
образовательной информационной
среды и ее успешного
функционирования является
согласованность печатных и
электронных информационных
ресурсов. Это дает возможность
избежать дублирования,
фрагментарности и разрыва между
теорией и практикой, реализовать
принципы внутридисциплинарных и
межпредметних связей, а также
современные интегративные
подходы к обучению.
Согласованность компонентов
образовательной информационной среды
определяется:
 использованием общей системы
дидактических принципов;
 использованием общей терминологии и
системы обозначений;
 использованием общих
методологических подходов;
 возможностью организации
взаимодействия компонентов без их
модификации;
 наличием перекрестных
комментируемых ссылок.
Совокупность созданных с аналогичной
структурой учебно-методических
комплексов, которая отвечает
определенной специальности, можно
назвать учебным пакетом или «кейсом» (за
терминологией, принятой в дистанционном
обучении).
Учебные пособия. Материал, который содержится в печатном
учебном пособии «Высшая математика для будущих
инженеров», создает существенный фундамент в подготовке
студентов инженерных специальностей к их будущей
профессиональной деятельности и содержит модули, которые
изучаются во время І-го семестра.
Рассмотрение основных положений каждого модуля
начинается с формулирования тем раздела, схемы
интеграции
и требований к практическим умениям, на которых
базируется изучение модуля; умений, которые формируются
во время изучения модуля; умений, которые формируются у
студента для изучения инженерных дисциплин. Это
указывает на специфику дисциплины, которая проявляется в
том, что, с одной стороны, на представленном материале
базируется содержание других модулей, фундаментальных и
общеинженерных дисциплин, а с другой – учитывается
содержание специальных дисциплин.
С целью мотивации профессионального мышления и
ориентирования студентов в профессионально важных качествах
будущих инженеров перед изложением теоретической части каждой
темы модуля предлагается профессионально ориентированное
задание, которое предоставляет информацию о том, где и когда
встречается или используется понятие, которые изучается в
дальнейшем в курсе высшей математики.
Темы модулей содержат:
Теоретический материал, изложение которого начинается с
формулировки Необходимые знания…...
В изложении теоретического материала встречается
сокращение обозначения основных определений понятий (Def.)
и замечаний (N.B.).
Другие сокращения терминологии расшифровываются по ходу
изложения текста. Теоретическим материалом пособия могут
воспользоваться как студенты во время самостоятельной
подготовки, так и преподаватели во время подготовки разного
типа презентаций лекционного материала.
Изложение Практического материала начинается с
формулировки Учимся…
Математические задачи практической части могут быть
использованы преподавателями во время проведения
практических занятий и предлагаются с подробным
решением, что способствует самостоятельной работе
студентов.
Изложение некоторых теоретических положений 10-11
классов необходимых для повторения материала, который
обобщается в курсе «Высшая математика», начинается с
формулировки Вспомним… Во время занятий преподаватель
имеет возможность обратить внимание студентов на материал,
который требует повторения.
Профессионально ориентированные задачи предоставляются с
пошаговым решением и могут быть использованы
преподавателями для объяснения применения основных
понятий, формул, теорем, признаков курса с целью
формирования умений, которые необходимы студенту для
изучения инженерных дисциплин.
Предоставленное решение может быть предложено студентам
для самостоятельного рассмотрения. В решении указывается
также, на каком из шагов возможно применение средств
информационно-коммуникационных технологий, которые
сокращают время на решение технических (рутинных) задач.
Практическая часть применения систем
автоматизации математических вычислений –
педагогических программных средств: Gran1,
Gran2, Gran3D, DG, MathCAD, Derive, Maple,
Mathematica и программ класса эвристикодидактических конструкций, начинается с
формулировки «Учим» свой компьютер…...
Процедуры вычисления, построения или
исследования заменяются применением
программных средств с предоставлением
инструкций, которые помогут научиться
студенту самостоятельно или с помощью
преподавателя ими пользоваться. Учебные
программы в виде тренажеров, описание
работы с которыми описано в учебнике,
помогут студентам самостоятельно овладеть
умениями, которые формируются во время
изучения модуля.
Рассмотрение пункта Практические задачи для
самостоятельной работы на материале профессионально
ориентированных задач, начинается с формулировки
Моделируем…
Во время решения профессионально ориентированных задач
на практических занятиях или дома студенты имеют возможность
воспользоваться эвристическими подсказками, информационными
поддержками и ответами к задачам, которые предоставляются с
пометкой Help.
Учитывая разное количество часов, отведенных по плану для
изучения дисциплины студентами разных инженерных
специальностей, ведущий преподаватель (лектор) может
корректировать содержание модулей, предлагая какой-либо
материал на самостоятельную работу.
«Рабочая тетрадь по высшей математики для будущих
инженеров» предлагается для студентов технических ВНЗ как
разновидность учебного пособия, которое может быть
применено преподавателями во время лекционных и
практических занятий для интенсификации процесса обучения.
Во время рассмотрения каждой темы предоставляются объяснение
того, как связаны основные понятия с инженерной практикой. Для
студентов, которые стараются самостоятельно овладеть новым для
себя понятием, это делает его появление в учебном курсе
естественным и обусловленным логикой. Преподаватели имеют
возможность воспользоваться рабочей тетрадью на практическом
занятии во время эвристической беседы, мотивируя, таким образом,
необходимость изучения темы.
Составление опорного конспекта к каждой теме может, как
предшествовать её изучению, так и способствовать закреплению.
Благодаря наличию у студентов рабочих тетрадей лектор имеет
возможность сосредоточиться на наиболее важном материале,
опустить технические детали, оставить ряд вопросов для
самостоятельной работы, а также вести полноценный диалог со
студентами.
Опорный конспект является наиболее удобным средством
взаимодействия студента с преподавателем, поскольку студент во
время работы с пунктом «Составляем опорный конспект» в правом
столбике на месте пропусков в виде точек заносит не только ответ,
но и свои вопросы и ответы преподавателя, его всяческие
замечания, дополнительные объяснения, примеры и т.п.
Проверка готовности к практическому занятию выполняется с
помощью тестовых заданий, к каждому из которых
предоставляются варианты ответов. Во время решения заданий
студентам предлагается информационная поддержка.
Самостоятельно работая с тестовым заданием (задачи усложняются
по мере их выполнения) пункта «Проверяем готовность к
практическому занятию», студент имеет возможность обратиться к
опорному конспекту.
Кроме того, преподаватель имеет возможность использовать эти
задания в начале занятия для проведения экспресс-опроса и
актуализации теоретических знаний студентов.
Решение типичных заданий темы выполняется пошагово с
предоставлением методических рекомендаций и информационных
поддержек к каждому из шагов. Это дает возможность
ограничиться во время практического занятия рассмотрением лишь
наиболее важных примеров, оставив другие студентам на
самостоятельную работу.
Необходимые записи во время решения задач пункта «Учимся
решать типичные задачи» выполняются студентом в тетради
настолько подробно, насколько это ему необходимо.
Для обучения математическому моделированию у студентов нет
необходимости вести подробные записи. Достаточно отметить в
рабочей тетради наиболее важное, дополнительную информацию и
ссылку на источники во время разбора профессионально
ориентированного задания из пункта «Учимся моделировать
профессиональную деятельность инженера»
Каждый шаг моделирования во время решения профессионально
ориентированных задач объясняется.
После создания математической модели с помощью рекомендаций
и информационных поддержек студенту необходимо
самостоятельно закончить решение задачи.
Самостоятельное решение задач студент может начать с любого
уровня, постепенно совершенствуя свои умения во время
практического занятия или домашней работы.
Дифференцированный подбор задач пункта «Учимся
самостоятельно решать задачи» поможет преподавателю
распределить их по уровням сложности между студентами с
разной подготовкой. К задачам предоставляются эвристические
подсказки.
В заключительной части вступительной лекции или
практического занятия преподавателю необходимо дать
некоторые рекомендации о том, какое программное обеспечение
должны иметь студенты на своих компьютерах для выполнения
домашней задачи.
Работая с пунктом «Учимся применять CAS (ППЗ) во время решения
(вычисления) ...», студенту необходимо скопировать содержание компактдиска (на форзаце пособия) на жесткий диск своего компьютера и
установить все педагогические программные средства и системы
компьютерной алгебры с целью работы с ними, сравнения их возможностей
и выбора необходимых для использования в будущий профессиональной
деятельности.
В конце модуля в пункте «Готовимся к модульной контрольной
работе» предоставляются ориентировочные задания с разным
уровнем сложности, которые соответствуют контрольной работе. К
каждой задаче предлагается информационная поддержка.
Для создания электронного учебно-методического
пособия в качестве источника информации нами было
выбраны описанные выше бумажные учебные пособия.
Каждое из этих пособий содержит большое количество
объектов, различных по сложности, содержанию и типу.
Рассмотрим возможности размещения этих объектов в
создаваемом Вами электронном пособии с помощью
программного комплекса AutoPlayMediaStudio. Открываем
уже существующий проект, созданный нами на предыдущем
занятии.
Добавим новую страницу, на которой расположим
элементы позволяющие выводить различные материалы на
экран (Верхнее меню – Страница – Добавить).
Новая страница добавиться в самый конец. Изменить порядок их
расположения можно в Просмотрщике проектов перетащив
интересующую Вас страницу по списку в нужное место. Если
материал должен быть расположен в начале учебника, передвигаем
страницу в начало списка.
Создадим страницу с видеоматериалами. Перед
добавлением видеоматериалов на страницу, следует
добавить их в наш проект, перенеся в специально
отведенную для этого папку. Мы скачали два
видеоролика по металлургической тематике с
расширением ***.avi. Перенести их нужно по адресу:
Мои документы, AutoPlayMediaStudio, Projects, My
Project, CD_Root, AutoPlay, Videos. В нашем случае это
два документальных фильма : Пластические
деформации.avi, Литье под давлением.avi. Создадим
сразу ещё новую пустую страницу с клавиатуры
нажатием «Insert». Добавим на ней 3 кнопки, одна
будет отвечать за возврат к странице с предыдущим
материалом, а две остальных будут вызывать
воспроизведение видеофайлов. Также добавим на
страницу само окно видеопроигрывателя, на который
будут подаваться команды к воспроизведению. В
верхнем меню выбираем кнопку Новый Видео Объект.
При добавлении Видео Объекта программа запросит указать
расположение какого-либо видеофайла для воспроизведения,
следует указать один из имеющихся у нас.
Необходимо отметить, что в названиях, добавляемых в проект
файлов, следует избегать русских букв, иначе в некоторых случаях
сценарии не будут выполнять запрограммированных действий.
Поэтому переименуем видео файла по своему усмотрению.
Открываем свойства элемента Видео и отменяем автоматический
старт воспроизведения видеофрагмента при открытии этой
страницы.
Добавляем три кнопки. В верхнем меню выбираем
Новый Объект-Кнопка.
В свойствах одной из кнопок указываем в закладке
«Быстрое Действие» - Возврат к первой странице. В закладке
Настройки вписываем вместо стандартной надписи слово
«Назад». Выставляем в настройках шрифта «Кириллицу»
В свойствах двух остальных кнопок в закладке «Сценарий»
добавляем действие. Выбираем категорию Video, выбираем в
категории действие Video.Load (чтение видео файла), нажимаем
кнопку Далее.
Здесь же необходимо выбрать имя воспроизводимого видеофайла
Нажимаем кнопку выбора, находим файл, нажимаем кнопку Готово.
После этого, двойным кликом на сформированной строке
запроса вызываем окно ее редактирования
И в нем меняем параметр PlayAutomaticнаTrue, что означает
автоматически запускать воспроизведение видео файла после его
выбора.
Сохраняем свои действия. В закладке Настройки меняем надпись
на кнопке. Для нашего случая, это будет надпись «Литье под
давлением».
Аналогичные действия производим с оставшейся третьей кнопкой.
Получаем следующий вид страницы.
Возвращаемся на первую страницу проекта. На ней остались две
кнопки, которые необходимо отредактировать. Одна будет отвечать
за переход к видеоматериалам, а другая к тестам. Изменяем их, как
было описано ранее, добавив в них переходы к соответствующим
страницам . Надписи на кнопках и связь между страницами
изменяются по схеме использования активных вкладок.
В результате описанных действий наш проект выглядит
следующим образом