Статья: "SCILAB НА УРОКАХ МАТЕМАТИКИ"

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Мордовский государственный педагогический институт имени М.Е. Евсевьева», г. Саранск, wawans@yandex.ru

Переход государственных учреждений на свободное программное обеспечение поставил перед учителями ряд проблем. Все привыкли к OS Windows, ее облик, функционал и многое другое намного привычнее для большинства пользователей. Однако имеется достойная альтернатива, например, Linux. Linux Mint 9 – эта операционная система, которая подходит для любой конфигурации компьютера. Не нужно иметь очень мощный компьютер для выполнения повседневных работ. Для пользователя, работающего в OS Windows, Linux покажется сложным в понимании, но это не верно. Стоит вспомнить, что и к Windows нужно было привыкать. Большим плюсом OS Linux, покрывающим многие ее недостатки, является его свободность в распространении. Опытные пользователи могут сами собрать дистрибутив под свои профессиональные задачи. Также плюсом является то, что 90% программ, написанных для него, также являются бесплатными. Это офисные приложения (PDF-Reader, OpenOffice и др.), мультимедийные приложения (VLC, GOMPlayer и др.), графические приложения (GIMP, Blender и др.), системные, программные среды, браузеры, программы для связи в интернете и научные программы.

Я хотел бы остановиться на научных программах, являющихся свободными. В настоящее время можно выделить большой список математических программ: SciDAVis 1D4, SAGE 6.0, GeoGebra 4.4.6.0, Maxima 5.28.0, GNU Octave 3.8.0, MagicPlot Student 2.5.1, Mathomatic 16.0.5, Scilab 5.4.1, FreeMat 4.2, QtiPlot 0.9.8.9, GAP 4.7.2, TeXGui 1.5.

Рассмотрим программу Scilab 5.4.1. Это программа с большой историей. С первого выпуска была платной версией, но спустя почти 10 лет, с версии 5, Scilab распространяется бесплатно. Скачать ее можно с сайта производителя.

Отличия от некоторых коммерческих программ: бесплатность; свободность (с версии 5.0); небольшой размер (дистрибутив 4 версии занимет менее 20 МБ против более чем двухгигабайтного пакета MATLAB; инсталлятор 5 версии (5.4.1) увеличился в объёме до 117 МБ); возможность запуска в консоли без использования графического интерфейс, что позволяет производить автоматизированные вычисления; есть пакетный режим).

Базовая версия имеет возможность построения 3D и 2D графиков, решения уравнений и др. Но есть дополнительные плагины которые можно установить для увеличения функционала или приспособления к какой-либо деятельности. Для школ будет достаточно и базовой версии.

Я хочу предложить рассмотреть несколько решений, выполненных в этой программе для учащихся 7-11 классов. Первая задача будет звучать так: найти площадь треугольника, зная его стороны. Сторона a=2, b=3, c=3.

Решение: используем формулу нахождения площади треугольника по трем его сторонам (формула Герона).

Запись в пакете Scilab будет выглядеть так:

--deff(’S=G(a,b,c)’,’p=(a+b+c)/2;S=sqrt((p-a)*(p-b)*(p-c))’);

--G(2,3,3)

Интерфейс командного окна представлен на рисунке 1.

Таким образом, мы сразу видим получившийся результат вычисления. Ответ вычислялся до семи знаков после запятой. Площадь треугольника равна 1,4142136. Вторая задача звучит так: найти корни квадратного уравнения x² – 8x + 12 = 0.

Рисунок 1 – Интерфейс командного окна

Решение будет выглядеть следующим образом:

--deff(’[x1,x2]=korni(a,b,c)’,’d=b^2-4*a*c;

x1=(-b+sqrt(d))/2/a;x2=(-b-sqrt(d))/2/a’).

Для ввода коэффициентов исходного уравнения (1,-8,12) используется следующая запись:

--[x1,x2]=korni(1,-8,12).

Вид командного окна с записанными выражениями представлен на рисунке 2.

Рисунок 2 – Решение квадратного уравнения в Scilab

Таким образом, в результате получаем корни исходного уравнения: x₁ = 6, x₂ = 2.

Отметим, что для школьников системы, подобные рассмотренной системе Scilab, являются незаменимым помощником в изучении математики, а также физики, химии и других дисциплин. Они позволяют избавить их от рутинных расчётов и сосредоточить их внимание на реализации способа решения какой-либо конкретной задачи. Применение подобных систем позволяет решать целый ряд новых сложных, но интересных и творческих задач: от аналитического решения уравнений, неравенств и их систем с параметрами, от упрощения алгебраических выражений, построений графических объектов, до анимации построенных графиков функций и пошаговой конкретизации самого процесса решения.

Учащиеся при этом получают возможность выполнять более сложные и содержательные задания, получая при этом наглядные результаты решения. Все это призвано способствовать закреплению знаний, умений и навыков, которые они приобретают в ходе изучения различных школьных дисциплин, помогает им в полной мере проявить свои творческие и исследовательские способности, повысить самостоятельность и активность.