Використання комп’ютерного моделювання в процесі вивчення вищої математики майбутніми фахівцями ІТ-спеціальностей
Вантажиться...
Дата
2026
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
СумДПУ імені А. С. Макаренка
Анотація
У дослідженні висвітлено проблему розвитку навичок комп’ютерного моделювання у майбутніх ІТ-фахівців в процесі вивчення фундаментальних дисциплін, а саме вищої математики. Проаналізовано погляди науковців щодо дефініції поняття «комп’ютерне моделювання» та констатовано, що воно розглядається як: метод наукового дослідження; педагогічна технологія навчання; інструмент візуалізації математичних об’єктів; засіб проведення обчислювального експерименту; складова цифрового освітнього середовища. Підсумовуючи наведені погляди на поняття «комп’ютерне моделювання», авторами визначено комп’ютерне моделювання в контексті математичної освіти як цілеспрямоване використання програмних засобів та алгоритмічних методів для побудови, дослідження й аналізу математичних моделей об’єктів, процесів або явищ. Зазначено, що у межах математичної освіти майбутнього ІТ-фахівця комп’ютерне моделювання розглядається не лише як інструмент обчислення, а як дидактичний засіб, що забезпечує: візуалізацію абстрактних математичних об’єктів; експериментальне дослідження математичних залежностей; перевірку гіпотез шляхом чисельних експериментів; інтеграцію математичної теорії з практичними задачами професійної діяльності.
Запропоновано етапи використанням моделювання на заняттях з вищої математики, а саме: аналіз умови задачі та постановка проблеми; побудова математичного опису дослід- жуваного процесу, розробка обчислювального алгоритму; реалізація моделі засобами програ- мування або спеціалізованого програмного забезпечення; проведення серії обчислювальних експериментів; інтерпретація отриманих результатів, проведення аналізу, висновки.
Констатовано, що комп’ютерне моделювання може бути інтегроване у вивчення різних тем курсу вищої математики: студенти можуть аналізувати поведінку функцій, будувати графіки, досліджувати точки розриву та асимптотичну поведінку; можуть реалізовувати алгоритми наближеного розв’язання диференціальних рівнянь. Наведено приклад реалізації комп’ютерного моделювання під час вивчення теми «Знакозмінні ряди».
The study highlights the problem of developing computer modeling skills in future IT specialists in the process of studying fundamental disciplines, namely higher mathematics. The views of scientists on the definition of the concept of «computer modeling» are analyzed and it is stated that it is considered as: a method of scientific research; a pedagogical technology of teaching; a tool for visualizing mathematical objects; a means of conducting a computational experiment; a component of a digital educational environment. Summarizing the above views on the concept of «computer modeling», the authors define computer modeling in the context of mathematical education as the purposeful use of software tools and algorithmic methods for building, researching and analyzing mathematical models of objects, processes or phenomena. It is noted that within the mathematical education of a future IT specialist, computer modeling is considered not only as a calculation tool, but as a didactic tool that provides: visualization of abstract mathematical objects; experimental study of mathematical dependencies; testing hypotheses through numerical experiments; integration of mathematical theory with practical tasks of professional activity. The stages of using modeling in higher mathematics classes are proposed, namely: analysis of the problem conditions and problem statement; construction of a mathematical description of the studied process, development of a computational algorithm; implementation of the model by means of programming or specialized software; conducting a series of computational experiments; interpretation of the obtained results, analysis, conclusions. It is stated that computer modeling can be integrated into the study of various topics of the higher mathematics course: students can analyze the behavior of functions, build graphs, investigate points of discontinuity and asymptotic behavior; can implement algorithms for approximate solution of differential equations. An example of the implementation of computer modeling during the study of the topic «Alternating series» is given.
The study highlights the problem of developing computer modeling skills in future IT specialists in the process of studying fundamental disciplines, namely higher mathematics. The views of scientists on the definition of the concept of «computer modeling» are analyzed and it is stated that it is considered as: a method of scientific research; a pedagogical technology of teaching; a tool for visualizing mathematical objects; a means of conducting a computational experiment; a component of a digital educational environment. Summarizing the above views on the concept of «computer modeling», the authors define computer modeling in the context of mathematical education as the purposeful use of software tools and algorithmic methods for building, researching and analyzing mathematical models of objects, processes or phenomena. It is noted that within the mathematical education of a future IT specialist, computer modeling is considered not only as a calculation tool, but as a didactic tool that provides: visualization of abstract mathematical objects; experimental study of mathematical dependencies; testing hypotheses through numerical experiments; integration of mathematical theory with practical tasks of professional activity. The stages of using modeling in higher mathematics classes are proposed, namely: analysis of the problem conditions and problem statement; construction of a mathematical description of the studied process, development of a computational algorithm; implementation of the model by means of programming or specialized software; conducting a series of computational experiments; interpretation of the obtained results, analysis, conclusions. It is stated that computer modeling can be integrated into the study of various topics of the higher mathematics course: students can analyze the behavior of functions, build graphs, investigate points of discontinuity and asymptotic behavior; can implement algorithms for approximate solution of differential equations. An example of the implementation of computer modeling during the study of the topic «Alternating series» is given.
Опис
Ключові слова
алгоритми, вища математика, ІТ-спеціальності, комп’ютерне моделювання, математична підготовка, програмне забезпечення, реалізованість, algorithms, higher mathematics, IT specialties, computer modeling, mathematical training, software, realizability
Бібліографічний опис
Хом’юк І. В. Використання комп’ютерного моделювання в процесі вивчення вищої математики майбутніми фахівцями ІТ-спеціальностей [Текст] / І. В. Хом’юк, С. А. Кирилащук, В. В. Хом’юк // Актуальні питання природничо-математичної освіти : збірник наукових праць / Сумський державний педагогічний університет імені А. С. Макаренка ; редкол.: О. С. Чашечникова (гол. ред.), Н. Тарасенкова, Сью Джонстон-Вайлдер, О. Ярошенко та ін. – Суми : СумДПУ ім. А. С. Макаренка, 2026. – Випуск 1 (27). – С. 93–101. – DOI: https://doi.org/10.24139/2519-2361/2026.01/93-101