Методи фрактального підходу в освіті: інноваційні технології та концепції комп'ютерного моделювання
Вантажиться...
Дата
2023
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
СумДПУ імені А. С. Макаренка
Анотація
Формулювання проблеми. На сучасному етапі розвитку наукової освіти та інформаційних технологій важливою є їх інтеграція, взаємодоповнюваність і реалізація. Тому пошук методики навчання природничих дисциплін, заснованої на принципах самоорганізації та комп’ютерного моделювання, відповідає безпосереднім завданням сучасності. Матеріали і методи. Використовуються методи порівняльного аналізу, комп’ютерного моделювання та стратегії узагальнення. В основу дослідження покладено зміст курсу фізики та використання мови програмування. Результати. Запропоновано інноваційний фрактальний підхід до викладання фізико-математичних дисциплін як метод вдосконалення самостійного та творчого комп’ютерного моделювання природних явищ. Фундаментальні принципи об’єктноорієнтованого програмування (інкапсуляція, успадкування, поліморфізм) виявилися впливовими у формуванні фізикоматематичних аспектів інформаційної архітектури сприйняття навчальних дисциплін. Продемонстровано можливість використання цього підходу в інших розділах фізики. Розроблені ітерації фрактальної структури представлені на прикладі вивчення розділів фізики «Геометрична оптика» та «Хвильова оптика». Показано, що кожна ітерація характеризується синергією: додавання нової ітерації забезпечує якісне та поглиблене сприйняття нової інформації. Висновки. Формування зазначеної цілісної фрактальної структури зумовлює цілісність сприйняття інформації, а її формування відбувається інтуїтивно. Аналіз проведених досліджень підтвердив інноваційність та ефективність фрактального підходу. Цей підхід може бути використаний для розробки систем обробки та передачі інформації, інтелектуальних інформаційних матеріалів, штучного інтелекту.
Formulation of the problem. At the present stage of the development of science education and information technology, their integration, complementarity, and implementation are essential. Therefore, the search for methods of teaching natural sciences, based on the principles of selforganization and computer modeling, corresponds to the immediate tasks of the present. Materials and methods. Methods of comparative analysis, computer modeling, and generalization strategy are used. The study is based on the physics course content and the use of the programming language. Results. An innovative fractal approach to the teaching of physical and mathematical disciplines is proposed as a method of improving independent and creative computer modeling of natural phenomena. The fundamental principles of object-oriented programming (encapsulation, inheritance, polymorphism) have proven to be influential in shaping the physical and mathematical aspects of the information architecture of the perception of educational disciplines. The possibility of using this approach in other sections of physics is demonstrated. The developed iterations of the fractal structure are presented in the example of the study of the "Geometric Optics" and "Wave Optics" sections of physics. It is shown that each iteration is characterized by synergy: the addition of a new iteration provides a high-quality and in-depth perception of new information. Conclusions. The formation of the specified integrated fractal structure conditions the integrity of information perception and its formation happens intuitively. The analysis of the conducted studies confirmed the innovativeness and effectiveness of the fractal approach. This approach can be used to develop systems for the processing and transmission of information, intelligent information materials, and artificial intelligence.
Formulation of the problem. At the present stage of the development of science education and information technology, their integration, complementarity, and implementation are essential. Therefore, the search for methods of teaching natural sciences, based on the principles of selforganization and computer modeling, corresponds to the immediate tasks of the present. Materials and methods. Methods of comparative analysis, computer modeling, and generalization strategy are used. The study is based on the physics course content and the use of the programming language. Results. An innovative fractal approach to the teaching of physical and mathematical disciplines is proposed as a method of improving independent and creative computer modeling of natural phenomena. The fundamental principles of object-oriented programming (encapsulation, inheritance, polymorphism) have proven to be influential in shaping the physical and mathematical aspects of the information architecture of the perception of educational disciplines. The possibility of using this approach in other sections of physics is demonstrated. The developed iterations of the fractal structure are presented in the example of the study of the "Geometric Optics" and "Wave Optics" sections of physics. It is shown that each iteration is characterized by synergy: the addition of a new iteration provides a high-quality and in-depth perception of new information. Conclusions. The formation of the specified integrated fractal structure conditions the integrity of information perception and its formation happens intuitively. The analysis of the conducted studies confirmed the innovativeness and effectiveness of the fractal approach. This approach can be used to develop systems for the processing and transmission of information, intelligent information materials, and artificial intelligence.
Опис
Ключові слова
комп'ютерне моделювання, фрактальний підхід, процеси самоорганізації, синергетика, фізико-математична освіта, штучний інтелект, computer modeling, fractal approach, self-organizing processes, synergetics, physical and mathematical education, аrtificial іntelligence
Бібліографічний опис
Методи фрактального підходу в освіті: інноваційні технології та концепції комп'ютерного моделювання [Текст] / Н. Юркович, М. Мар’ян, М. Опачко, В. Шебень // Фізико-математична освіта : науковий журнал / Міністерство освіти і науки України, Сумський державний педагогічний університет імені А. С. Макаренка, Фізико-математичний факультет ; [редкол.: М. П. Вовк, М. Гр. Воскоглу, Т. Г. Дерека та ін.]. – Суми : [СумДПУ імені А. С. Макаренка], 2023. – Вип. 3 (38). – С. 73–78. – DOI: 10.31110/2413-1571-2023-038-3-010