Развитие умений программирования c использованием пакета Maple при обучении информатике на профильном уровне (стр. 13 из 15)

savelib(s1. s2, .... sn, filename)

readlib(f. file1. file2. ...)

С помощью специального оператора makehelp можно задать стандартное справочное описание новых процедур:

makehelp(n.f.b).

где n — название темы, f — имя текстового файла, содержащего текст справки (файл готовится как документ Maple) и b — имя библиотеки. Системная переменная libname хранит имя директории библиотечных файлов. Для регистрации созданной справки надо исполнить команду вида:

libname:-libname. '/mylib":

С деталями применения этих операторов можно ознакомиться в справочной системе.

К созданию своих библиотечных процедур надо относиться достаточно осторожно. Их применение лишает ваши Maple-программы совместимости со стандартной версией Maple. Если вы используете одну-две процедуры, проще поместить их в те документы, в которых они действительно нужны. Иначе вы будете вынуждены к каждой своей программе прикладывать еще и библиотеку процедур. Она нередко оказывается большей по размеру, чем файл самого документа. Не всегда практично прицеплять маленький файл документа к большой библиотеке, большинство процедур которой, скорее всего, для данного документа попросту не нужны. Особенно рискованно изменять стандартную библиотеку Maple.

Впрочем, идти на это или нет — дело каждого пользователя. Разумеется, если создать серьезную библиотеку своих процедур, то ее надо записать и тщательно хранить. С Maple поставляется множество библиотек полезных процедур, составленных пользователями со всего мира, так что и вы можете пополнить ее своими творениями

2.4 Программная разработка библиотеки процедур в среде Maple – как фактор развития умений программирования

Из опыта работы некоторых школ стало известно, что в последние годы происходило постоянное сокращение учебных часов по предметам физико-математического цикла с одновременным расширением списка изучаемых вопросов. В связи с этим возникла необходимость в дополнительном и эффективном изучении таких базовых предметов, как математика, физика и информатика, а также и других дисциплин естественнонаучного цикла. Идея интеграции этих дисциплин, несомненно, является весьма продуктивной, поскольку, с одной стороны, она дает базу для изучения этих предметов, а с другой стороны, позволяет развить информационно-математическую культуру в процессе обучения и привить навыки прикладных исследований. При этом информационные технологии могут дать необходимые инструменты для этой интеграции. В частности, в качестве одного из таких инструментов рассматривается система компьютерной математики Maple.

На практике в одной из школ была реализована программа "Интеграция физико-математического образования на основе информационных технологий и пакета символьной математики Maple".

В программе участвовали 10—11 классы информационно-технологического и физико-математического профилей. Изучение возможностей пакета символьной математики Maple и его последующего применения носило прикладной характер: учащиеся физико-математического класса расширили и углубили свои знания по математике, получили возможность наглядного представления различных математических ситуаций, а классы информационно-технологического профиля получили полезные профессиональные навыки как программисты и операторы ЭВМ. В период реализации концепции профильного образования на старшей ступени особо актуальным было внедрение в процесс обучения информатике и информационным технологиям таких систем и программ, которые дают возможность учащимся раскрыть свои умственные и творческие способности, получить основные профессиональные навыки и определить курс своей будущей карьеры. Также учащимся необходимо было привить умения и навыки компьютерного моделирования, которое было одним из приоритетных направлений в прикладных науках.

Опыт применения компьютерной математики как в ВУЗах, так и в школе, свидетельствует о том, что из известных математических пакетов Maple является оптимальным для образовательных целей. Ряд особенностей Maple выдвинул его на лидирующее место для реализации образовательных программ: сравнительно невысокая стоимость пакета, простой и понятный интерфейс, язык программирования наиболее близкий к языку математической логики, непревзойденные графические возможности. Все эти особенности позволяют представить математическую модель изучаемого объекта или явления в наглядной интерактивной графической форме, тем самым значительно повышая качество проектов по физико-математическим дисциплинам. При этом важно отметить, что полученные результаты, в том числе и анимационные модели объектов и процессов, легко экспортируются в Web-страницы и текстовые документы.

Внедрение Maple в систему образования осуществляется в виде ведения элективного курса "Изучение пакета символьной математики Maple" (11 кл.), главной задачей которого является создание необходимых условий для реализации программы эксперимента. Главная цель экспериментальной работы повнедрению Maple в процесс обучения — это самореализация учащихся при внедрении в процесс обучения информатики и информационных технологий новых организационных форм использования компьютеров, основанных на современных пакетах символьной математики.

Обучение в рамках данного эксперимента позволяет достичь целей таких целей, как самореализация учащихся и получения ими профессиональных компетенций, развитие математического мышления и научного творчества школьников, улучшение качества и повышение эффективности учебного процесса, повышение интереса учащихся к учебной деятельности и заинтересованности в ее конечном результате, профессиональное ориентирование учащихся, профессиональный рост преподавательского состава, овладение методами информационных технологий, и создание компьютерных средств активизации учебного процесса.

В процессе изучения пакета символьной математики Maple учащиеся отрабатывают практические навыки по решению математических задач с помощью компьютера. Maple становится их помощником в учебе. Дети учатся работать на самоконтроле: решают задачи традиционными методами и проверяют результат с помощью Maple. Наиболее интересными и, по мнению учащихся, полезными в программе элективного курса стали такие темы, как "Двумерная графика", "Анимация", "Исследование функции". В процессе изучения приложения Maple учащиеся проявили высокий познавательный интерес и хорошие знания математики.

Занятия элективного курса проводятся в различных формах: фронтальная, индивидуальная, групповая. Контроль и мониторинг знаний, умений и навыков учащихся в изучении пакета символьной математики Maple осуществляется в виде системы зачетов. В течение учебного года учащимся необходимо сдать 4 зачета по основным разделам курса:

Решение уравнений, неравенств и их систем;

Двумерная графика;

Исследование функции и построение графика;

Решение геометрических задач.

Итоговым результатом является проектная работа каждого учащегося. Зачетные работы оформляются в виде Web-документов.

Опыт работы был представлен 20 декабря 2006 года на городском научно-практическом семинаре "Самореализация личности школьника в условиях профильного обучения", проводившийся на базе школы № 161 г. Казани, а также на VIII Международной конференции "Системы компьютерной математики и их приложения", которая состоялась 14—16 мая 2007 г. в Смоленском государственном университете.

Тема урока: Тригонометрические уравнения в Maple

Дидактическая цель: Научить решать тригонометрические уравнения в Maple Задачи образования:

Задачи обучения:

Знать\Понимать:

-Виды уравнений, которые можно решать в Maple

-Способы решения уравнений в Maple

-Реализацию решения уравнений в Maple

-Уметь:

-решать тригонометрические уравнения

- Исследовать:

-Процесс решения уравнений в Maple

Задачи воспитания

- Воспитывать бережное отношение к технике, ответственность за результаты своей работы. Уметь доводить начатое дело до конца.

Задачи развития

- внимательность, память и речь

-творческие способности;

Тип урока: объяснительно иллюстративный

Основная форма организации обучения на уроке: фронтальная, индивидуальная

Средства обучения: Компьютерный класс, пакет MSOffice

Список используемой литературы и школьных учебников:

Математика на компьютере: Maple 8. О.А. Сдвижков

Этапы урока	Деятельность учителя	Деятельность учеников
1. Организационный момент. (2 мин.)	Здравствуйте, ребята! Достаньте тетради.	Ученики: ЗдороваютсяДостают тетради. Располагаются за партами.
2. Подготовка к введению нового материала.(3 мин.)	Запишите тему урока: "Тригонометрические уравнения в Maple"На прошлом уроке, мы познакомились с темой алгебраические уравнения математического пакета Maple, научились решать уравнения. На этом уроке мы узнаем какие встроенные функции есть и как их использовать.	Записывают темуСлушают учителя
3. Введение нового материала(35 мин.)	До тех пор пока не установлено (набрано) _EnvAllSolutions:=true, встроенная функция solve возвращает пользователю только одного представителя корней заданного тригонометрического уравнения. После данной команды она возвращает все множество корней для каждого тригонометрического уравнения Форма ответа – необычная, но корни уравнения найдены правильно. Здесь и далее, независимо от индекса , переменная _В принимает значения из множества {0,1}, а значения _Z принадлежат множеству целых чисел. В чем нетрудно убедится с помощью встроенной функции принадлежности about. Таким образом, полученное множество корней уравнения можно разделить на две серии и записать в привычном виде А тригонометрические уравнения, содержащие модуль, не решаются или выдается неполный ответ, но если модуль вводить через квадратный корень, используя формулу , то решения идеальные.	Выполняют предложенные операции за своими компьютерами.
4.Закрепление материала (4 мин).	Решить тригонометрическое уравнение:	Устно задают вопросы.
5. Объявление домашнего задания(0 мин).	Не задано.
6.Подведение итогов.(1мин).	На этом уроке мы рассмотрели как можно решать тригонометрические уравнения пакета Maple, увидели необычную форму ответа и смогли ее понимать.На следующем уроке мы познакомимся с неравенствами.

Тема урока: Решение неравенств в Maple