Экология мәселелерін компьютерлік модельдеу



жүктеу 79.9 Kb.
Дата23.04.2019
өлшемі79.9 Kb.

УДК 577.4:681.3
ЭКОЛОГИЯЛЫҚ БІЛІМДІ КОМПЬЮТЕРЛІК МОДЕЛЬДЕУ
Физ.-мат.ғыл.канд. К.Жолдасова
Бұл жұмыста экологиялық білімді компьютерлендіру

мәселелері қарастырылып мысалдар келтірілген.


Қазіргі уақыттағы білім беру қызметкерлерінің алдында тұрған басты мақсат, еліміздегі білім беруді халықаралық деңгейге көтеру, оны әлемдік білім кеңістігіне кіріктіру болмақ. Ал бұл мақсатты білім жүйесін реформалаусыз жүзеге асыру мүмкін емес. Алайда, білімді реформалауда бүкіл дүниежүзілік тәжрибені пайдалана отырып ұлттық білім беру үрдесінің озық үлгілерін соған сәйкестендіру, білім сапасын бәсекеге қабілетті етіп, ұлттық білім мен тәрбиені жаңа арнаға салу үнемі естен шығарылмауы қажет. Біздегі оқу формалары мен іріктелген педагогтар қауымы дәстүрлі қағидаларды сақтай отырып, студенттердің интеллектуальды тұрғыдан өсуі мен тәжрибелік дағдыларын қалыптастыруға шәкірттің жеке қасиеттерін байқап бағалауға баса назар аударып отыр.

Қазіргі таңда Қазақстан дамытудың индустриялық кезеңінен ақпараттық кезеңіне бет бұрды. Адам өмірінде компьютерлердің белсенді орын алуы осыған байланысты.

Компьютрлік модель экологиялық құбылыстарды, үрдісті зерттеуді қалыптастырып, көз алдына елестетіп, білімгердің нысан жөніндегі толық түрдегі және жинақтап қорытылған ақпаратты алу мүмкіншілігін тудырады.

Оқудың компьютерлік моделдері үрдіс уақытын «созуға» немесе «қысқартуға» әрекеттің жүйелілігін, сондай-ақ ұзындық ауқымын өзгертуге, эксперименттік графикамен мультипликациямен, дыбыстық қатармен толықтыруға мүмкіндік береді.

Компьютердің графикалық режимінде болуы білімгерлердің оқытуды бағдарламасының жұмыс істеуі барысында оларға шығармашылық есептердің мазмұнынын терең түсінуі мен есте сақтауын жақсартуға жағдай жасайды. Сонымен бірге сабақ барысында білімгерлер өздері компьютердің көмегімен шығармашылық есептің нәтижесінде алған графиктерін , сызбаларын, суреттерін қадағалай отырып, ол қандай құбылыстарды түсіндіретін, онда қандай сыр жатқанын ұғатындай дәрежеге көтеріле алады.

Компьютрдің экранында сурет тек берілген құрал есебінде ғана емес, сондай-ақ білімгерлердің оқу ақпаратымен өз бетімен жұмыс жасауының графикалық түрде берілген құралы ретінде пайдаланылғаны тиімді. Егер білімгер өзінің шығармашылық есебінің жауабын компьютер экранында қозғалып тұрған кескін немесе графиктер, сызбалар түрінде құра алса және оның қозғалысын өзі меңгере алса, онда жоғары оқу орны курсындағы оқытылатын экологияның құбылыс, іс-әрекет заңдарын әлдеқайда жылдам әрі берік игере алады.

Осындай мәселелерді шешу арқылы білімгерлердің сабаққа қызығуын арттыруға, өз бетімен ізденуге дағдыландыруға үйретіп қоймай, олардың алгоритмдік тілдерді меңеруіне септігін тигізеді.

Экология мәселелерін шешуде компьютерді пайдалану оқушылардың шығармашылық жұмысынынң өнімділігін артыруға ықпалын тигізеді. Компьютер әдеттегі экологиялық есептерді жаңа мазмұнмен толықтыруға мүмкіндік береді, оларды анағұрлым қызықты етеді.

Компьютерлік моделдеу технологияның дамуына байланысты жеке бағыт ретінде дамып, компьютерді пайдалану саласында ерекше облыс болып отыр. Ғылымда және практиканың әр түрлі саласында өз орнын тауып, компьютерлік моделдеу мектептік білім беру саласына да келді. Мектеп білім беру саласында компьютерлік моделдеу бір мезгілде оқу құралы,әрі оқытудың обьектісі болып табылады.

Компьютерлік моделдеуді физика, география, экология курстарында кең пайдаланудың бірінші себебі техникалық жағдайларға байланысты болса, екінші бір себебі қауіпсіздік оймен. Сонымен қатар, компьютерлік моделдеу эксперимент жүргізу барысында нақтылы обьектіге қарағанда үлкен икемділік қамтамасыз етуге, уақыт жүрісін баяулатып немесе тездетіп, өрісті қысып немесе кеңейтіп, әрекеттерді қайталап немесе өзгертіп, процеске кездейсоқ оқиғалар ендіруге мүмкіндік туғызады.

Модель құру үшін моделденетін обьектіні оқып үйрену керек. Оқып үйрену неден тұрады және оны қалай жүргізу керек? Бұл сұраққа әрқашанда дұрыс болатын жауапты беру мүмкін емес. Адам практикалық есептерді шешу үшін пайдаланатын моделдердің үлкен бөлігі өз алдына кандай да бір элементтер жиынтығы мен олардың арасындағы байланысты көрсетеді. Мұндай моделдерді жүйелік деп атау қабылданған, ал жалпы жүйелік моделдерді құру әдісін жүйелік тәсіл деп атайды.

Жүйелік тәсілдегі негізгі мәселе – оқып үйренетін обьектіні жүйе ретінде көрсету. Яғни обьект құрылатын элементтерді анықтау қажет екендігін және элементтер бір – бірімен қандай байланыста екенін анықтау.

Мысалы, Күн жүйесінде элемент ретінде Күнді және үлкен планеталарды санауға болады. Күн жүйесіне басқа жағынанда қарауға болады, оның элементтері деп басқа денелерді, мысалы, Галилей кометасын санауға болады. Әрбір элемент толығымен өзінің қасиеттерімен сипатталады, оның ішкі құрылысы есепке алынбайды. Элементтерді таңдау және олардың сипаттамалары зерттеуді қандай мақсатта жүргізіп жатырмыз және қандай модель құрамыз соған тәуелді. Күн жүйесі жағдайында біз планеталарды тек екі сипаттамасына – атауы мен Күннен қашықтығына қарап элемент ретінде қарастырамыз. Егер арақашықтықты астрономиялық бірлікте (астрономиялық бірлік -Жерден Күнге дейінгі орта қашықтық) өлшесек мынадай сипаттама аламыз.

№1 сурет


№1 суретте күн жүйесінің ақпараттық моделі суреттелген. Планеталардың күннен алшақтығы туралы ақпаратты басқа түрде беруге болады. Мысалы, олардың өзара орналасуын сурет түрінде бейнелеуге болады. Элементтер сипаттамасының санын көбейте отырып, ақпарат көлемін ұлғайтуға болады.Мысалы, әрбір планета үшін Күнді айналу периодын көрсету арқылы жаңа ақпараттық модель алуға болады.

Компьютерлік моделдің өзі де элементтері де және қатнастарымен жүйені көрсетеді. Моделді құру кезінде моделденетін жүйенің элементтері мен қатнастары және модель арасындағы сәйкестік №2 суретте көрсетілген.
№2 сурет
Жүйе

Модель


Күн жүйесінің компьютерлік моделінде планеталарға ақпарат жолдары сәйкес келеді. Күннен аз не көп қашықтық сандық қатнастар көмегімен өрнектеледі.

Күннен аз не көп қашықтық сандық қатнастар көмегімен өрнектеледі. Мысалы, Плутон Меркурийге қарағанда алшақ орналасқан. Моделге сәйкес 39. 44 > 0. 387. Егер планеталардың орналасуына байланыстиысұраққа жауап беру керек болса, бізде ақпарат жеткіліксіз болады. Біз Жер мен Марс арасындағы қашықтық қалай өзгеретіні туралы ештеңе айта алмаймыз. Соның ішінде планеталар орналасуының мекі жағдайын қарастыруымыз керек. Біріншісінде –планеталар арасындағы қашықтық ең аз, ал екіншісінде ең көп. Біздің модель планеталардың өзара орналасуын ескермейді. Моделге жүйенің қарапайымдылығы үшін шектелген Күн, Жер және Марс арқылы құрылған ақпаратты қосайық,яғни Жер - Күн – Марс бұрыштық шамасын енгіземіз.1-ші орналасудың бұрыштық шамасын – 0, ал 2 - ші орналасу дың бұрыштық шамасын–180 деп енгіземіз. Компьютерлік моделдеуде статистикалық, динамикалық жүйе және модель деп бөліп айту қабылданған. Уақыт бойынша өзгеру немесе өзгермеуіне байланысты жүйені динамикалық не статистикалық түрге жатқызады. Статистикалық жүйе үшін ереже бойынша статитикалық модельдер құрылады. Статистикалық моделдер динамикалық моделдер үшін құрылады.

Компьютерлік моделдеуде моделді құрудың индуктивті және дедуктивтіекі тәсілі пайдаланады. Дедуктивті моделдеу жағдайында нақты модель қандайда бір жалпы модель негізінде ғылыми фактілердің фундаментальді негізінде құрылады.

Индуктивті тәсіл кезінде модель жеткілікті ғылыми бастамасы жоқ, қандайда бір болжамның негізінде құралады. Бұл болжамдар модель мен экспериментальді жұмыстар барысында бекітіледі. №3 суретті қараңыз.
№3 сурет



Мысалы: «Өмір» атты атпен өсуі таныс тірі организмдер популяциясының өсуі, бөлінуі имитацияның моделі ретінде Д. Конвейд ұсынған модельді қарастырайық. Ойынның алгаритімін құру үшін (п+1) бағанынан және 0 – ден n – ге дейінгі қатардан тұратын квадрат ауданды қарастырамыз. өрістің әрбір (i, j ) координатасы клеткасы үшін 8 көршісін табуға болады.

Егер клетка «тірі » болса бояймыз, «өлі» болса бос қалдырамыз. Ойынның шартын ұсынайық. Егер (i, j ) - тірі болса онда айналасында 3 тірі клетка болса, онда ол өледі. Тірі клетка айналасында 3 тірі клетка болса, онда ол тіріледі. Ықшамдылық үшін 2 өлшемді А[0..n, 0..n] егер тиісті клетка бос болса 0 – ді қабылдайды, клетка тірі болса 1 – ді қабылдайтын массив енгіземіз. Онда (i, j ) координаталы клетканың күйін анықтау үшін алгаритм төмендегідей: S:= A[I-1, J–1] + A[I – 1, J] + А[I – 1, J + 1] + A[I + 1, J – 1] + A[I + 1, J] + A[I + 1, J + 1] + A[I, J + 1] + A[I, J – 1];

В[0..n, 0..n] массиві өрістің келесі этапындағы координаталарын анықтайды.

I = 1- ден n – 1 – ге дейінгі барлық ішкі клеткалар анықтайды.

Тек қайтадан жапсыру процедурасын қайталау керек.

Foz:= 1 TO N – 1 DO A[I, J]:= B[I, J];

Дисплей экранында өмірдің күйін матрица емес графикалық түрде қарастырған жақсы. Оқушы мұны қиындықсыз істей алады. Енді тек ойын өрісінің бастапқы конфигурациялары анықтау ғана қалды. Клеткалардың бастапқы күйлерін кездейсоқ анықтау үшін мына алгаритмді анықтауға болады.

FOR I:= 1 TO K DO

BEGIN


K1:= RANDOM (N - 1);

K2:= RANDOM (N – 1) + 1; A[K1, K2]:= 1

END;

Бастапқы конфигурацияны біз өзіміз график түрде бергеніміз өте ыңғайлы, әрі қызықты.



Компьютерлік моделдермен жұмыс істеу бір жағынан балаларға таңдау еркіндігін беріп, өз жаңалығын ашу жағдайын модельдеуге мүмкіндік беретін оқу ісінің зерттеу компоненті болады. Екінші жағынан білімгерлерге өз теориялық білімдерін практикада қолдануға мүмкіндік береді. Модельді пайдаланудағы орындауға тиіс ең басты шарт- ол құралдың оқыту есептеріне сәйкес келуі.
Пайдаланылған әдебиеттер:


  1. Могилев, Пак и др “Информатика” уч/пр – 230 с

  2. Экоинформатика. Теория, практика. Методы и системы Под ред. В. Е. Соколова. Санк – Петербург 1992 -235 с

  3. Лютый А. А, Сдасюк Г. В “Системы информации и глобальные экологические проблемы” Москва. 1993 -94 с

  4. К. Ж. Бұзаубақова «Мектептік экология негіздері» 1994 -32 б

  5. А. М. Берлянт Геоинформатика:наука, технология, уч дисциплина. 1992 -16 с

  6. Е.Қ.Балапанов, Б.Б.Бөрібаев, А.Б.Дәулетқұлов Жаңа информациялық технологиялар: Информатикадан, Алматы, 2004.

Тараз Мемлекеттік педагогикалық институты, Тараз


КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В ОБУЧЕНИИ ЭКОЛОГИИ
Канд.физ.-мат.наук К.Жолдасова
В данной работе рассмотрено компьютерное моделирование в обучении экологии и применены примеры.
THE COMPUTER MODEL OF THE ECOLOGICAL KNAVLEDGES
Cand.sci.phys.-mat. K.Zholdassowa
This article is devoted to the computer model of the ecological knavledges and examples are present.






Каталог: rus -> all.doc -> Vest06 -> 4 2006
4 2006 -> Ќазаќ тілініњ мемлекеттік мєртебе алуына орай ќайта т‰леп, ќазіргі заманѓы ѓылым мен техниканыњ, єлеуметтік µмір мен ќоѓамды
4 2006 -> ФилологичеñÊÈÅ ÍÀÓÊÈ
4 2006 -> Әож 882. 894. 342(943. 42) КӨлбай төгісовтың Әдеби мұрасы тармпи магистранты Шағатаева Ә. Ж
4 2006 -> Синтаксистік тұтастық ҚҰбылысының мағыналық жалғастығЫ
4 2006 -> Экологиялыќ информатиканы оќытудыњ єдістемелік ж‰йесі
4 2006 -> ’ылымдар геоэкологические науки
4 2006 -> Мелиорация, рекультивация и охрана земель


Достарыңызбен бөлісу:


©kzref.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет