Использование программы Mathematica в учебном процессе
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
Министерство образования и науки Российской Федерации
ГОУ ВПО "Татарский государственный гуманитарно-педагогический университет"
Институт повышения квалификации и профессиональной переподготовки работников образования
Факультет физико-математического образования
Кафедра вычислительной математики и информатики
Выпускная квалификационная работа
слушателя курсов профессиональной переподготовки
по специальности "Информатика"
Использование программы Mathematica в учебном процессе
Альмеевой Гульсины Минвалиевны
Казань - 2011
Содержание
Введение
Глава I. Общая характеристика программы "Mathematica"
1.1 Интерфейс
.2 Численные методы
.3 Графика и звук
.4 Программирование
.5 Стандартные дополнения
Глава II. Освоение среды пакета Mathematica
2.1 Решение примеров с помощью программы Mathematica
2.2 Графические функции
2.3 Календарно-тематический план по информатике для 10 класса
Заключение
Список литературы
Приложение
Введение
Универсальные математические пакеты предоставляют новые широкие возможности для совершенствования образования на всех, без исключения, его этапах от целенаправленного обучения и образования до комплексной подготовки обучаемого к профессиональной деятельности и самореализации. Велика роль пакетов прикладных программ в образовании, в том числе, при изучении математики. Облегчая решение сложных задач, они снимают психологический барьер в изучении математики и делают этот процесс интересным и более простым. При грамотном применении их в учебном процессе пакеты обеспечивают повышение уровня фундаментальности математического образования. Математические программы дают возможность реализовать стандартными средствами важнейшие с дидактической точки зрения принципы "От простого к сложному" и "Максимальная наглядность и удобство работы". Эти принципы развивают и формируют у учащихся навыки самостоятельной познавательной деятельности, необходимые при дальнейшем обучении в вузе. Использование математических программ дает возможность учащимся применять для решения текущей образовательной задачи различные способы, схематическое описание которых можно дать следующим образом:
-стандартное решение задачи (использование программы в качестве своеобразного "сверхмощного калькулятора" для выполнения расчетов по алгоритмам, предложенным преподавателем);
-углублённое решение задачи (стандартное решение задачи, сопровождающееся самостоятельным анализом и разработкой алгоритма решения задачи);
- углубленное изучение сущности исследуемых закономерностей (углубленное решение задачи, сопровождающееся "виртуальными экспериментами").
Реализация принципа "Наглядность и удобство" в определённой мере также обеспечивается стандартными возможностями, предоставляемыми большинством математических пакетов. При этом следует заметить, что общим недостатком этих пакетов является ограниченная возможность визуализации процесса решения.
При выборе того или иного программного средства для использования его в своей работе преподаватель неизбежно встаёт перед необходимостью предпочтения того или иного из них. Особое место среди систем компьютерной математики занимает "Mathematica"- признанный мировой лидер в области программного обеспечения математических исследований за совершенство технологии.
Пакет задуман и выполнен с целью максимального упрощения для пользователя компьютерной реализации математических алгоритмов и методов. Это упрощение достигается тем, что приемы программирования не являются чем-то специфическим и внешним по отношению к традиционным методам решения математических задач, а совершенно однородны с обычным математическим творчеством. Огромное преимущество системы Mathematica состоит в том, что множество ее операторов и способы записи алгоритмов просты и естественны. Как правило, здесь не надо особенным образом заранее объявлять тип переменных, не надо специально распределять память для хранения той или иной информации. По простоте работы Mathematica превосходит Basic. Это происходит за счет укрупнения команд, которое делает написание программ в Mathematica более коротким и удобным. Это значит, что научиться работать в системе Mathematica довольно просто. Во многих видах вычислений система Mathematica является мировым рекордсменом по скорости вычислений и объему обрабатываемой информации.
Система Mathematica имеет одной из своих главных целей именно обучение (студентов, школьников и др.) Целью разработчиков программы Mathematica было создание универсальной математической системы, которая представляет собой базу данных по всем существующим математическим понятиям, методам, доказательствам, решениям и алгоритмам, максимально упрощает компьютерную реализацию математических алгоритмов и методов, которая умеет для каждой конкретной задачи выбрать оптимальный метод решения, аналитический или численный и функционирует на любой вычислительной платформе. Таким образом, появляется возможность решать различные математические задачи, обращаясь к одной и той же системе. При этом отпадает необходимость в поиске и освоении новых программ. Если в будущем большинство специалистов, исходя из универсальности Mathematica, будут в основном применят?/p>