Цифровые технологии при решении прикладных профессиональных задач по специальности «Землеустройство» в рамках профессионалитета

Автор: Семенова Ирина Григорьевна

Организация: ГБПОУ РС (Я) «Якутский сельскохозяйственный техникум»

Населенный пункт: Республика Саха (Якутия), г. Якутск

Автор: Аргунова Парасковья Егоровна

Организация: ГБПОУ РС (Я) «Якутский сельскохозяйственный техникум»

Населенный пункт: Республика Саха (Якутия), г. Якутск

Аннотация: Сложные прикладные профессиональные задачи описательного, оптимизационного и управленческого типов изучаются с помощью математических методов. Наша статья посвящена исследованию возрастающей роли математических методов с компьютеризацией всех областей человеческой деятельности

Актуальность темы обусловлена тем, что использование цифровых технологий по учебной дисциплине «Математические методы решения прикладных профессиональных задач» для повышения качества обучения студентов стало неотъемлемой частью образовательного процесса.

Ключевые слова: цифровизация, цифровые технологии, компетенции, среднее профессиональное образование, Профессионалитет, педагог, студент.

В Якутском сельскохозяйственном техникуме математика и ее методы стали обязательным предметом при подготовке специалистов любого профиля. Техникум с 2022 года участвует в эксперименте по разработке, апробации и внедрению новой образовательной технологии конструирования образовательных программ среднего профессионального образования в рамках федерального проекта "Профессионалитет".

В данном исследовании рассмотрены вопросы применения различных цифровых технологий для реализации численных методов решения прикладных профессиональных задач по специальности «Землеустройство». Разработаны основные образовательные программы по дисциплине: «Математические методы решения прикладных профессиональных задач»; методические рекомендации по самостоятельной работе студентов. Сформировано содержательное наполнение: для унифицированных тематических классификаторов (УТК), разработанных на базе основных образовательных программ; для электронных образовательных ресурсов (ЭОР); для цифровых образовательных комплексов (ЦОК).

Некоторые методические особенности построения системы задач прикладного содержания, которые, с нашей точки зрения, являются наиболее значимыми:

- система прикладных задач должна быть построена по аналогии с существующей структурой учебного материала, новая систематизация задач предполагает новую систему вопросов в существующих задачах, новую фабулу и новую методику их решения;

- в построенную задачную систему желательно включить задачи из различных областей приложений курса информатики;

- система прикладных задач должна обладать подвижностью, а именно: при переходе от одной ступени обучения к другой;

- решения тех или иных задач системы нужно рассматривать с точки зрения профессиональной направленности обучения информатике, и соответствующих интересов учащихся;

- для студентов в систему желательно включить задания по самостоятельной формулировке, постановке, решению и анализу задач из различных сфер человеческой деятельности.

В систему прикладных задач можно включить следующие типы задач: текстовые задачи (задачи из различных разделов науки, техники, производства и экономики); задачи с практическим (бытовым) содержанием, отражающие проблемы общества, семьи, человека; задачи, отражающие профессиональные интересы студентов, будущих землеустроителей; задачи с сельскохозяйственной тематикой, задачи с транспортной тематикой; задачи управления информационными процессами, кибернетики; задачи моделирования: задачи с приближенными вычислениями; задачи, составленные студентами самостоятельно.

Практика показывает, что студенты с интересом решают и воспринимают задачи практического содержания. Требования к прикладной профессиональной задаче:

• задачи должны соответствовать программе курса, вводится в процесс обучения как необходимый компонент, служить достижению цели обучения;

• вводимые в задачу понятия, термины должны быть доступными для студентов;

• реальность описываемой в условии ситуации, постановки вопроса и полученного решения.

В преподавании математики очень важна мотивационная сторона. Математическая задача воспринимается студентами лучше, если она возникает как бы у них на глазах, формулируется после рассмотрения каких-то физических явлений или технических проблем.

 

Решение типовых задач в табличном процессоре MS Excel и MS Access

Лабораторная работа №1. «Технология решения прикладных задач в табличном процессоре MS Excel»

Студентам специальности «Землеустройство» по дисциплине: «Математические методы решения прикладных профессиональных задач» нередко приходится исследовать функции, построить графики функций. Можно поднять интерес к данным темам и показать студентам как с помощью компьютера элементарно строятся любые графики онлайн, например, платформы: Umath.ru, Graph.Reshish.ru, Desmos, Grafikus.ru, Onlinecharts.ru, но остановимся на исследование построения графика функции с помощью МS Office Excel.

Рассмотрим пример решения задачи на тему: Исследование функции и построение графика в Excel. Провести полное исследование и построить график функции 𝑦 = 𝑓(𝑥) с помощью Excel. Найти наибольшее и наименьшее значения функции у=(4 − 𝑥³ )/_𝑥2 на отрезке ^[−3; −1^].

1. Исследуем функцию на наличие наклонных асимптот с помощью Excel. В диапазоне A5:A22 разместим значения независимой переменной от 10⁹ до 10¹⁰, в диапазоне B5:B22 - соответствующие значения функции, в диапазоне C5:C22, в диапазоне D5:D22 вычислим значения коэффициента.

Рис.1 – Значения коэффициента графика функции в Excel

2. Вычисляем первую производную функции, что 1-я производная обращается в ноль в точке 𝑥 = −2. С помощью Excel выясним имеется ли в этой точке экстремум функции.

График первой производной функции в окрестностях критической точки, на всей области определения функции 𝑦^′′ > 0, функция вогнута. Точек перегиба нет. (рис.1)

3. График функции «разделен» на две части относительно вертикальной асимптоты 𝑥 = 0. Построим графики функции (рис.2)

Рис.2 – Построение графика функции в Excel

Вывод: построили график функции, наибольшее и наименьшее значения функции на отрезке ^[−3; −1^]. Используем Excel, получаем таблицу значений функции на отрезке ^[−3; −1^] и график функции на этом отрезке: х min ^[−3;−1^], 𝑦 = 𝑦⁽−2⁾ = 3; х max ^[−3;−1^], 𝑦 = 𝑦⁽−1⁾ = 5.

Лабораторная работа № 2. Технология создания таблиц в MS Access.

Для землеустроителей может быть полезна база данных в программе СУБД Access. С её помощью можно, например, разработать базу данных «Оценка земельных участков». База данных может использоваться для ввода, хранения, манипулирования и вывода атрибутивной информации в геоинформационных системах (ГИС).

Также она может применяться при разработке проектов внутрихозяйственного землеустройства, включая разработку схем, проектов и рабочих документов.

База данных также используется для формирования практически всех электронных документов в сфере учета недвижимости и регистрации прав. (рис.3)

Рис.3 – Этапы внедрения информационной системы учета землеустроителя

MS Access можно создать и управлять учетными карточками, формировать учетные карточки для каждой работы с детальной информацией, включая описание работ, сроки, исполнителей, необходимые документы и фотоматериалы. Также в отчете база данных есть возможность быстрого поиска и фильтрация данных, различных параметров, таким как адрес, исполнитель, статус выполнения и дата начала/окончания работ.

В целом, применение цифровых технологий, как показывает анализ успеваемости и качества обучения, по сравнению с предыдущими учебными годами в 2023-24 учебном году количество студентов, получивших «4» и «5» по результатам итоговых контрольных работ, значительно увеличилось (диаграмма 1).

Диаграмма 1. Результаты итоговых контрольных работ по математике

В результате использования информационно-коммуникационных технологий происходит повышение интереса студентов к участию в различных мероприятиях. Хочется отметить, что студенты специальности «Землеустройство» активно участвуют в олимпиадах по математике, научно-практических конференциях, интеллектуальных конкурсах.

Список использованных источников

Литература:

1. Афонин, В.В. Моделирование систем: учебно-практическое пособие / В.В. Афонин, С.А. Федосин. – Москва : Интернет-Университет Информационных Технологий (ИНТУИТ) : Бином. Лаборатория знаний, 2011. – 232 с. : ил.,табл., схем.

2. Турчак, Л.И. Основы численных методов: учебное пособие / Л.И. Турчак, П.В. Плотников. – 2-е изд., перераб. и доп. – Москва : Физматлит, 2002. – 304 с.

3. Информационные технологии : учебно-методическое пособие / Е.З. Власова, Д.А. Гвасалия, С.В. Гончарова, Н.А. Карпова ; Российский государственный педагогический университет имени А. И. Герцена. – Санкт-Петербург : Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена (РГПУ), 2011. – 251 с.: табл., ил

Интернет-ресурс:

1. https://lumpics.ru/function-graph-building-software

2. https://sapr-soft.ru/stati/programmy-dlya-kadastrovyh-inzhenerov