На современном этапе развития образования в рамках новых подходов к организации образовательного процесса повышается внимание к понятию модели и методологии моделирования применительно к различным областям знания. Примером этому может служить включение понятия «модель» в содержание образовательных областей «Физика», «Математика», «Химия», «Биология» и др.

В федеральном государственном образовательном стандарте направления «Педагогическое образование» в предметном блоке профессионального цикла вариативной части содержится курс «Компьютерное моделирование». Этот курс играет важнейшую роль в осуществлении межпредметных связей и выполняет следующие функции:

- расширяет представления студентов о моделировании как методе научного познания,

- способствует осознанию методологии моделирования в целом как одной из ведущих в познании окружающего мира,

- осуществляет связь между специальной подготовкой в области информатики и профессионально-педагогической подготовкой,

- интегративную по отношению к математической, естественнонаучной и узкоспециальной подготовке в области информатики,

- углубляет навыки в области программирования и использования ЭВМ [10-11].

В первой части курса рассматриваются общие понятия моделирования, классификация моделей, виды моделирования – математическое, графическое, имитационное, моделирование информационных процессов, вербальное. При этом рассматриваются модели из различных предметных областей: физики, химии, биологии, социологии, медицины и т.д.

В основном блоке обсуждаются различные подходы к классификации математических моделей, этапы компьютерного математического моделирования. Математика и информатика тесно связаны. На современном этапе развития информатики между этими науками имеет место тесное родство и взаимодействие, поэтому математическая подготовка учителя информатики является важнейшей составной частью его профессиональной подготовки, а информатика обеспечивает огромные технологические возможности решения прикладных математических задач [6-8].

В лабораторно-практической части курса «Компьютерное моделирование» используются такие программные математические инструменты и пакеты как: Mathematica, Derive, Maple, Mathcad, Arena, Matlab, Statistica и др. Математические системы – удобный и мощный инструмент, позволяющий решать корректно поставленные задачи, имеют тысячи встроенных библиотечных программ и поразительные возможности для визуализации результатов вычислений. С точки зрения математической культуры становится важным понимание уникальных вариативных возможностей различных инструментов для реализации разных способов решения и форм получения результатов при решении математических задач: методы точные и приближенные, результаты символьные, численные, графические [3-6]. Математическая подготовка обеспечивается такими дисциплинами как «Математическая логика», «Теория вероятностей и математическая статистика», «Численные методы», «Исследование операций». Основы специальной подготовки закладываются следующими дисциплинами: «Теоретические основы информатики», «Программирование», «Программное обеспечение ЭВМ», «Информационные системы», «Компьютерные сети, интернет и мультимедиа технологии», «Архитектура компьютера». Курс «Компьютерное моделирование» является связующим звеном между математическими дисциплинами и дисциплинами, представляющими информатику.

Курс «Компьютерное моделирование» связан также с курсом «Экономика» из блока «Общие гуманитарные и социально-экономические дисциплины». При рассмотрении вопросов, связанных с изучением этапов компьютерного моделирования рассматривается задача простой модели производства. Современное производство характерно тем, что часть производимой продукции (в стоимостном выражении) возвращается в виде инвестиций (т.е. части конечной продукции, используемой для создания основных фондов производства) в производство. При этом время возврата, ввода в оборот новых фондов может быть различным для различного рода производства [12-15]. Необходимо промоделировать эту ситуацию и выявить динамику изменения величины основных фондов производства (капитала). Сложность и многообразие, слабая структурированность и плохая формализуемость основных экономических механизмов, определяющих работу предприятий, не позволяют преобразовать процедуры принятия решений в экономической системе в полностью эффективные математические модели и алгоритмы прогнозирования. Поэтому целесообразно использование простых, но гибких и надежных процедур принятия решения. В рамках курса рассматривается простая модель социально-экономического процесса. Компьютерная модель строится с использованием одного из языков программирования (Free Pascal, C++, Visual Basic и т.д.). Выбор языка программирования остается за студентом.

Из цикла ЕН – общие математические и естественнонаучные дисциплины курс «Компьютерное моделирование» связан с дисциплинами «Физика», «Химия», «Биология с основами экологии». Компьютерное моделирование предоставляет отличные возможности для изучения основных физических и химических законов, для демонстрации которых используются компьютерные модели (например, темы «Колебания и волны», «Оптика», реализованные при помощи программного средства Macromedia Flash), а также для проведения физического, химического и биолого-экологического практикумов. При работе студенты используют дополнительную и специальную литературу из соответствующих предметных областей.

К концу курса в значительной мере достигается овладение студентами общей методикой работы с компьютерной (чаще всего математической) моделью, приобретаются практические навыки постановки вычислительного эксперимента и работы со специальной литературой.

1. Белоусова И.Д. Введение информационных технологий в процесс обучения студентов вуза: монография / И.Д. Белоусова. – Магнитогорск, 2009. – 141 с.
2. Белоусова И.Д. Диагностика внедрения информационных технологий в процесс обучения студентов вуза // Научные труды SWorld. 2008. Т. 18. № 1. С. 25-28.
3. Боброва И.И. Лабораторный практикум по информатике: учебно-методический комплекс. / И.И. Боброва, И.Ю. Ефимова, Р.И. Коробков, К.В. Коробкова, Т.В. Ильина, И.Н. Мовчан, Л.А. Савельева. – Магнитогорск : Изд-во Магнитогорск. гос. ун-та, 2010.-154с.
4. Варфоломеева Т.Н. Лабораторный практикум по объектно-ориентированному программированию/ Т.Н. Варфоломеева, И.Ю. Ефимова – М.: Флинта, 2014. – 103 с.
5. Варфоломеева Т.Н. Лабораторный практикум по структурному программированию / Т.Н. Варфоломеева, И.Ю. Ефимова – М.: Флинта, 2014. – 117 с.
6. Варфоломеева Т.Н., Гусева Т.Н. Применение имитационных моделей для решения экономических задач оптимизации [Электронный ресурс] // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 6. URL: http://www.science-education.ru/120-16305
7. Гусева Е.Н. Информатика : учеб. пособие / Е.Н. Гусева, И.Ю. Ефимова, Р.И. Коробков, К.В. Коробкова, Е.Н. Мовчан, Л.А Савельева. – Магнитогорск : МаГУ, 2008. – 216 с.
8. Гусева Е.Н. Математика и информатика электронный ресурс: учебное пособие (3-е издание, стереотипное) / Е.Н. Гусева, И.Ю. Ефимова, Р.И. Коробков, К.В. Коробкова, Т.В. Ильина, И.Н. Мовчан, Л.А. Савельева – М.: Флинта, 2011. – 400 с.
9. Гусева, Е.Н. Математика и информатика: [электронный ресурс]  учеб. пособие/ Е. Н. Гусева, И.Ю. Ефимова, Р.И. Коробков, К.В. Коробкова, И.Н. Мовчан,  Л.А. Савельева. – 3-е изд., стереотип. –М.: Флинта, 2011.– 400 с.
10. Ефимова, И.Ю. Компьютерное моделирование: сборник практических работ / И.Ю. Ефимова, Т.Н. Варфоломеева – М.: Флинта, 2014. – 58 с.
11. Ефимова, И.Ю. Методика и технологии преподавания информатики в учебных заведениях профессионального образования [Текст]: учебно-метод. пособие 2-е издание, стереотипное / И.Ю. Ефимова, Т.Н. Варфоломеева. – Москва: ООО «Флинта», 2014. – 41 с. ISBN 978-5-9765-2040-0
12. Махмутова, М.В. Формирование образовательной информационной среды подготовки ИТ-специалиста с использованием технологии дистанционного обучения: дис. … канд. пед. наук / Махмутова Марина Владимировна; Магнитогорский ГУ. – Магнитогорск, 2009, – 188 с.
13. Мовчан, И.Н. Особенности формирования единой информационно-образовательной среды образовательного учреждения В книге: Новые информационные технологии в образовании Материалы VII международной научно-практической конференции. Российский государственный профессионально-педагогический университет. Екатеринбург. – 2014. – С. 347-350.
14. Мовчан, И.Н. Роль контроля в обучении студентов вуза // Психология и педагогика: методика и проблемы практического применения. – 2008. – № 1. – С. 183-187.
15. Мовчан, И.Н. Структура и содержание информационной деятельности студентов вуза // Информатика и образование. – 2009. – № 6. – С. 112-114.
16. Мовчан, И.Н., Чернова Е.В., Чусавитина Г.Н. Учебный проект как одна из форм противодействия киберэкстремизму среди школьников // Фундаментальные исследования. – 2015. – № 9-3. – С. 486-490.
17. Сахнова, Т.Н. Педагогические условия формирования профессионального информационного мышления студентов университета [Текст] : автореф. дис. …канд. пед. наук: 13.00.08 / Т.Н. Сахнова. – Магнитогорск, 2003.
18. Чусавитина, Г.Н. Подготовка будущих учителей к использованию автоматизированных информационных технологий в педагогической диагностике: монография / Г.Н. Чусавитина, Е.В. Гридина Магнитогорск : Изд-во Магнитогорск. гос. ун-та, – 2005. – с. 242
19. Чусавитина, Г.Н. Подготовка специалистов по направлению «педагогическое образование» на факультете информатики ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный университет» [Текст] / Г.Н. Чусавитина, Т.Н. Варфоломеева // Разработка инновационных механизмов повышения конкурентоспособности выпускников ИТ-специальностей вуза в условиях моно промышленного города: сб. науч. ст. Магнитогорск, 2012. – С. 126-131.

Все статьи автора «Варфоломеева Татьяна Николаевна»