Компьютерный тренажер
Введение
В настоящее время многие преподаватели продолжают спорить о том, является ли применение компьютеров эффективным при изучении студентами вычислительных методов. Одни настаивают на том, что вычисления при помощи компьютера позволяют сократить время и повысить точность расчетов, другие же убеждены, что только классические вычисления вручную, на бумаге, позволяют учащимся досконально понять алгоритм вычислений.
В результате исследований последних лет, как наиболее эффективный прием обучения был определен «компьютерный тренажер» - включающий в себя теоретические сведенья и пошагово отрабатывающий изучаемый алгоритм с параллельным выявлением ошибок вычислений.
Основными особенностями тренажера являются:
. Программа-тренажер не производит вычислений автоматически и не заменяет собой человека-исследователя, т.е. не работает по принципу «нажми на кнопку - получишь результат». Большинство аргументов противников применения компьютеров в изучении численных методов как раз основано на утверждении, что программа «все делает за студента сама». Именно этого недостатка лишены тренажеры.
. Теоретические объяснения описываются кратко, сопровождены небольшой анимацией.
. Тренажер работает пошагово, на каждом шаге реализуя отдельный этап работы алгоритма. На каждом шаге задания производится проверка ответа (введенных данных) обучаемого, при этом эталон ответа извлекается из внутреннего хранилища. Переход к следующему шагу возможен только в случае успешного освоения текущего шага.
. Тренажер обладает дружественным интерфейсом для отслеживания хода решения, ввода данных и выполнения необходимых операций.
1. Общие сведения
В качестве практического примера применения программ-тренажеров рассматривается тренажер для лабораторной работы по изучению основ технологии разреженных матриц по дисциплине «Системы автоматизированного проектирования электронных схем». Алгоритм изучения основ технологии разреженных матриц включает в себя пошаговое теоретическое объяснение на основе примера (рис. 1-2), сопровожденное небольшой анимацией, а также комплексом задач для закрепления темы.
Рис 1
Рис 2
Следующим этапом после теоретических объяснений на основе примера, студенту предлагается выполнить задачи для самоконтроля (рис. 3).
Рис 3
матрица программа тренажер анимация
Проверка правильности решения производится уже на этапе ввода исходных данных. Тренажер выполняет проверку введенных данных, и в случае невыполнения условия, выдает сообщение об ошибке в виде подсветки красным цветом соответствующей ячейки, с неправильно введенными данными (рис 4). Дальнейшее решение задачи становится невозможным.
Рис 4
Если же данные введены правильно, то тренажер допустит студента к следующим этапам решения задачи (рис.5-6):
Рис 5
Рис 6
Рис 7