Компьютерная математика: путь к обновлению или удел избранных?

Странный, казалось бы, вопрос: зачем человек поступает в ВУЗ? Можно немного конкретнее: зачем человек идет учиться математике (к примеру) в БГУ (тоже к примеру). Сразу отметем варианты ответов типа: только ради документа о высшем образовании или - для представите-лей мужской половины поступающих - из-за возможности увильнуть от службы в армии, - ибо твердо верю, что это основные мотивы лишь для ничтожной части абитуриентов (даже если это не так, не надо меня разубеждать). Несомненно, молодыми людьми, избравшими мехмат или ФПМ в качестве жизненного пристанища на ближайшие пять лет, движут более достойные побуждения.

Но почему же тогда из года в год студенты-первокурсники испытывают в первые месяцы учебы достаточно сильное потрясение, узнав, что такое настоящая математика (в отличие от той, которую они изучали в школе)? Почему количество студентов на мехмате за первые два года обучения сокращается на 30-40%, и математические факультеты вообще считаются традиционно са-мыми сложными? Почему, наконец, выпускники как мехмата, так и ФПМ (за исключением представителей педагогических отделений), получив справку о возможности свободного трудоустройства, становятся в основном программистами (хотя на мехмате программирование для профессионального применения не преподают) или служащими экономических специальностей и уже через год забывают все, чему их пять лет учили, так как им это просто ни к чему? Вопросов слишком много.

Основной причиной перечисленных и многих других проблем является, на мой взгляд, то обстоятельство, что - как бы яснее выразиться - стиль преподавания и уклад учебной жизни факультетов несколько не соответствуют требованиям той среды, из которой приходят в университет молодые люди и в которую они возвращаются после его окончания. И разница эта с каждым годом становится заметнее. Те немногие, кто всерьез увлечен чистой теоретической математикой и кому прямая дорога в аспирантуру не просто за ученой степенью, а для полноценной научной работы, - они чувствуют себя на мехмате как рыба в воде. Остальные же, пришедшие просто научиться понимать и анализировать окружающий мир с помощью формул, а затем применять полученные знания на конкретном рабочем месте к определенной задаче, должны несколько менять свое представление об учебе в университете.

Ведь интерес к математике начинается именно с практических задач, оригинальные решения которых основаны на строгих, но понятных даже школьнику, математических законах и вызы-вают восхищение стройностью логических построений. И вот молодой человек поступает на математический факультет и видит, что, во-первых, все, что называется математикой в школе, лишь в очень небольшой степени может помочь в дальнейшем изучении этого предмета, а кое-какие школьные определения и методы решения задач университетский преподаватель вообще рекомендует "забыть" во избежание неприятностей на предстоящих экзаменах. Во-вторых, уже немного позднее студент просто начинает сомневаться, ту ли дорогу он выбрал, ибо ни формулировки сходимости последовательности по Гейне или по Коши, ни грандиозная теорема Пикара, которую доказывают в течение целого семестра, ни многое другое, хоть и является несомненно очень важным и нужным, но никак не укладывается в те романтические представления о предмете, которые, собственно, и побудили избрать жизненный путь. И все потому, что изложение предметов происходит слишком формализованно, можно даже сказать незанимательно.

А между тем специалисты с факультетов выходят неплохие. Подавляющее большинство студентов-математиков (знаю по собственному опыту) начинают в полной мере осознавать, чему научились, только к пятому курсу. Именно в это время, прослушав курс философии, весьма способствующий упорядочению полученной информации, молодому специалисту удается-таки применить на практике некоторые интересные (с точки зрения обычного человека) математические фак-ты. Но к этому же самому времени многие выпускники если и не определились в направлении дальнейшего устройства в жизни, то во всяком случае уже решили, чем они не будут заниматься. И, как правило, их желания сводятся к тому, чтобы, конечно, по возможности использовать полученное образование, но не на серьезном научном поприще. А в результате мы имеем целую армию программистов-самоучек.

Но ведь долго так продолжаться не может. БГУ является признанным лидером высшего образования в республике, а с недавних пор и официально осуществляет функции методического руководства университетским образованием в нашей стране, но ситуация складывается таким образом, что наш университет рискует серьезно отстать от лидирующих ВУЗов других стран. Причем, ясно видно направление, по которому срочно надо "подтягиваться". Так как теоретическое образование у нас всегда было на надлежащем уровне, то внимание следует обратить на использование последних технических достижений. Сложность материала, большие объемы информации можно значительно снизить, используя в обучении современные информационные технологии, что с успехом и довольно давно практикуется в ведущих университетах мира.

Как уже писалось в предыдущих публикациях на эту тему, в университетах США, Великобритании, Германии и других стран активно используют в учебном процессе самый совершенный на сегодняшний день универсальный математический пакет Mathematica производства американской компании Wolfram Research.

Мне приходилось наблюдать реакцию многих наших преподавателей, которые, увидев эту программу в действии (Trial Version Mathematica 3.0 на CD-ROM была любезно предоставлена компанией-разработчиком Группе систем компьютерной алгебры и анализа ЦИТ БГУ), были единодушны во мнении, что подобный продукт может служить прекрасным средством по практике и иллюстративным пособием во многих предметах и курсах средней, а главным образом высшей школы. И это при том, что распространяется, как правило, профессиональная версия Mathematica, а компания Wolfram Research ориентируется на всех потенциальных пользователей своей разработки и выпустила студенческую версию программы, нацеленную специально на использование в учебе. Кстати, одними из ведущих создателей третьей версии системы являются бывший выпускник и сотрудник мехмата В. Адамчик и опять-таки, к сожалению, бывший доцент мехмата О. Маричев.

Профессиональную версию используют в своей работе свыше миллиона зарегистрированных пользователей по всему миру. Среди пользователей Mathematica, кроме математиков (как следовало бы ожидать), есть также физики, химики, биологи, художники, юристы и т.д. Дело в том, что, помимо разнообразных возможностей численных и символьных вычислений и мощнейшего графического аппарата, пакет обладает также внутренним языком программирования, который по своему усмотрению может использовать специалист в любой области.

Использование такой программы на математических факультетах помогло бы многим студентам воочию убедиться, что изучаемые ими сведения можно положить в основу различных математических моделей, в том числе и близких к реальному миру, а также (что гораздо важнее) попробовать свои силы в самостоятельном построении таких моделей. В изучении же таких дисциплин, как математическая логика или статистика данный инструмент крайне необходим прямо сейчас. Не стоит объяснять третьекурсникам мехмата, насколько легче решались бы громоздкие алгоритмизированные задачи по математической логике с применением несложной программы.

Важно также и то, что, освоив подобную систему, студент в будущем сможет использовать ее в повседневной работе, и если во время учебы он активно применял пакет на практике и для лабораторных занятий, то впоследствии можно будет с легкостью "поднять" старый студенческий материал, чтобы воспользоваться давними программами без утомительных поисков по конспектам и учебникам.

Пока же мы имеем такое положение вещей, когда уважаемые лекторы проводят занятия на достаточно высоком уровне, которым мы все еще можем гордиться, но техническое обеспечение этого образования остается практически на месте. В то время, как буквально за последние два десятка лет мир преобразился под влиянием компьютеров и продолжает стремительно меняться. Теория, которая еще не так давно была хороша сама по себе, сегодня с трудом поспевает за общемировыми потребностями, а предлагать что-нибудь для изменения ситуации пока никто не торопится. А между тем, судя по публикации годичной давности "Компьютерная алгебра вчера, сегодня, завтра" ("Компьютерные вести", №43, 1996 г.), в университете есть энтузиасты, которые готовы предложить программу и методы действий по исправлению создавшейся ситуации и работают в этом направлении довольно давно.

В заключение хочется сказать, что в странах СНГ идея активно использовать компьютер в учебном процессе далеко не нова, и, например, в московских ВУЗах уже делаются определенные шаги в ее реализации. Свидетельством тому - колоссальная подборка материалов, посвященных компьютерной математике, опубликованная в августовском номере российского журнала "Компьютер Пресс". Чтобы БГУ не оказался в положении догоняющего даже по отношению к "старым знакомым", необходимо как можно скорее определиться в планах на будущее.

С. ЗЕМСКОВ,
Центр информационных технологий БГУ

Версия для печатиВерсия для печати

Номер: 

44 за 1997 год

Рубрика: 

Компьютер и образование
Заметили ошибку? Выделите ее мышкой и нажмите Ctrl+Enter!