Мастер-класс математической анимации для будущих учителей музыкальной информатики

В октябре месяце в институте информационных технологий и технологического образования Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена заведующий кафедрой аудиовизуальных систем и технологий проф. А.И. Ходанович провел мастер-класс «Математическая анимация в системах компьютерной алгебры» в цикле лекций для будущих учителей музыкальной информатики, студентов по направлению подготовки 09.04.02- Информационные системы и технологии.

 

Рисунок 1 Кадры математической анимации уединенных волн в системе компьютерной алгебры Maple

Анимация солитонов (структурно устойчивых уединенных волн) – одна из фундаментальных математических задач, имеющая перспективы изучения методов имитационного моделирования в системах символьной математики (или компьютерной алгебры) в курсах информатики и информационных технологий для инженеров разного профиля. Нелинейные колебания и волны встречаются во многих областях науки и техники: в физике конденсированного состояния, квантовой электронике, музыкальной акустике и оптике.

Актуальность цикла лекций для будущих учителей информатики в том, что сегодня системы компьютерной алгебры, например, Maple- неотъемлемый инструмент для математики, математического и имитационного моделирования, медиаобразования.

Maple- математическое программное обеспечение, которое объединяет самое мощное математическое ядро в мире с интуитивно понятным графическим интерфейсом, что позволяет с невероятной легкостью анализировать, исследовать и решать математические задачи, а также строить визуализации. Ученые по всему миру используют Maple в своих исследованиях для совершения прорывных открытий и расширения знаний о мире вокруг нас. Тысячи функций, охватывающих практически любую область математики, включая алгебру, дифференциальные уравнения, статистику, математический анализ, линейную алгебру, теорию графов, дифференциальную геометрию, теорию чисел и многое другое. Алгоритмизация и программирование: Символьные и численные расчеты • Работа с точными величинами, такими как дроби, радикалы и символьные константы, ограничивая накопленные ошибки округления • Множество встроенных точных и приближенных методов для максимально эффективной работы • Численные расчеты могут проводиться с любой требуемой точностью и не ограничены возможностями вашего компьютера • Решатели используют сочетание символьных и численных методов, что позволяет решать задачи, для которых использование только одного подхода было бы недостаточным. Визуализация: • Двухмерные и трехмерные графики и анимации, созданные через меню, команды и интерактивного помощника • сотни видов настраиваемых графиков, включая графики неявно заданных функций, линии уровня, графики функций комплексных переменных, графики в полярных координатах, векторные поля, конформные отображения, графики плотности, статистические графики и инженерная визуализация.

Сегодня математическое и имитационное моделирование в системах символьной математики- активно развивающееся направление информатики и информационных технологий, находящее применение в самых разных областях науки, техники и педагогики.