INTERNATIONAL JOURNAL OF SCIENTIFIC RESEARCHERS
ISSN: 3030-332X Impact factor: 8,293
Volume 12, issue 1, June 2025
https://wordlyknowledge.uz/index.php/IJSR
worldly knowledge
Index:
google scholar, research gate, research bib, zenodo, open aire.
https://scholar.google.com/scholar?hl=ru&as_sdt=0%2C5&q=wosjournals.com&btnG
https://www.researchgate.net/profile/Worldly-Knowledge
https://journalseeker.researchbib.com/view/issn/3030-332X
3
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЛЯ
СТИМУЛЯЦИИ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
Адинаев Шерзод Шералиевич
доцент кафедры Информационные технологии
Национального педагогического университета Узбекистана имени Низами
Аннотация:
В статье рассматривается использование компьютерного моделирования как
средства развития самостоятельной познавательной деятельности студентов технических
направлений вуза. Представлены теоретические основы и методология исследования,
описаны этапы внедрения моделирования в учебный процесс. Проведён анализ
эффективности
инженерных
заданий,
направленных
на
формирование
профессиональных компетенций и исследовательского мышления. Результаты
эксперимента подтверждают рост уровня самостоятельности студентов и повышение
мотивации к обучению. Сделаны выводы о значимости компьютерного моделирования
для повышения качества подготовки будущих специалистов и даны рекомендации по
дальнейшему совершенствованию педагогических технологий.
Ключевые слова:
компьютерное моделирование, самостоятельная познавательная
деятельность, инженерные задания, развитие компетенций, мотивация к обучению,
педагогические технологии, техническое образование
Введение
Современное образование в условиях цифровой трансформации общества требует от
студентов не только усвоения теоретических знаний, но и развития навыков
самостоятельного мышления, анализа и принятия решений. В этой связи особую
актуальность приобретает внедрение инновационных педагогических технологий,
способствующих активизации познавательной деятельности учащихся. Одним из
эффективных средств, направленных на формирование самостоятельной учебной
активности студентов, выступает компьютерное моделирование.
Компьютерное моделирование позволяет воссоздавать и исследовать различные
процессы и явления в виртуальной среде, что делает образовательный процесс более
наглядным, интерактивным и исследовательски ориентированным. Оно способствует
развитию у студентов критического мышления, умений анализа, синтеза и обобщения
информации, а также формирует навыки самостоятельного поиска и применения знаний.
Актуальность исследования обусловлена необходимостью повышения эффективности
образовательного процесса в вузе за счёт использования современных цифровых
инструментов.
Новизна работы заключается в педагогическом осмыслении компьютерного
моделирования как самостоятельного средства не только визуализации учебного
материала, но и как инструмента формирования устойчивой познавательной
самостоятельности студентов, в том числе в условиях смешанного и дистанционного
обучения. В исследовании акцент сделан на взаимосвязи между активным
использованием компьютерных моделей и формированием у студентов способности к
самообучению и исследовательской деятельности.
INTERNATIONAL JOURNAL OF SCIENTIFIC RESEARCHERS
ISSN: 3030-332X Impact factor: 8,293
Volume 12, issue 1, June 2025
https://wordlyknowledge.uz/index.php/IJSR
worldly knowledge
Index:
google scholar, research gate, research bib, zenodo, open aire.
https://scholar.google.com/scholar?hl=ru&as_sdt=0%2C5&q=wosjournals.com&btnG
https://www.researchgate.net/profile/Worldly-Knowledge
https://journalseeker.researchbib.com/view/issn/3030-332X
4
Объект исследования — процесс профессионального обучения студентов вуза.
Предмет исследования — использование компьютерного моделирования как средства
развития самостоятельной познавательной деятельности студентов.
Цель
исследования
—
выявить
педагогический
потенциал
компьютерного
моделирования в формировании самостоятельной познавательной активности студентов
высшего учебного заведения.
Использовались следующие методы исследования, такие как анализ научной и
методической
литературы,
обобщение
педагогического
опыта,
сравнительносопоставительный метод, анкетирование студентов, наблюдение за учебной
деятельностью, педагогический эксперимент.
Таким образом, представленное исследование направлено на обоснование и разработку
педагогических условий эффективного использования компьютерного моделирования в
вузовской практике с целью стимулирования познавательной самостоятельности
студентов.
1. Теоретические основы исследования
Современное высшее образование ориентировано на формирование личности, способной
к саморазвитию, самостоятельному принятию решений и постоянному обновлению
знаний. В этой связи важнейшей задачей является развитие познавательной
самостоятельности студентов, то есть их способности самостоятельно ставить учебные
цели, планировать деятельность, анализировать и оценивать результаты. Как отмечает
И.А. Зимняя, «познавательная самостоятельность — это готовность и способность
субъекта к самоорганизации в процессе получения знаний» [4].
В основе формирования такой активности лежат идеи
деятельностного подхода
,
согласно которому обучение рассматривается как активная деятельность по
преобразованию знаний и умений в личностный опыт. А.Н. Леонтьев подчеркивал, что
«деятельность — это единица жизни, реально осуществляемая личностью» [6].
Следовательно, организация самостоятельной познавательной деятельности требует от
преподавателя создания условий, при которых студент становится активным участником
процесса познания.
Компьютерное моделирование
как метод обучения занимает особое место в цифровой
педагогике. Под ним понимается создание и исследование компьютерных моделей
объектов, явлений и процессов, отражающих их существенные характеристики и
поведение. По мнению В.В. Глухова, «моделирование развивает логическое и системное
мышление, формирует способность к анализу и синтезу информации» [3].
Также подчёркивается связь моделирования с развитием исследовательской культуры
студента. С.В. Кузнецов считает, что «включение студентов в моделирующую
деятельность активизирует их познавательные интересы и способствует формированию
профессиональных умений» [5].
Научно педагогические исследования показывают, что использование компьютерного
моделирования способствует:
повышению мотивации за счёт наглядности и интерактивности (R.E. Mayer [1]);
развитию критического мышления через постановку проблем и гипотез;
переходу от репродуктивного к продуктивному обучению (Ю.Н. Харламов [8]);
усилению индивидуализации обучения — каждый студент решает задачи в собственном
темпе.
Таким образом, теоретический анализ подтверждает, что компьютерное моделирование
обладает значительным дидактическим потенциалом и может быть эффективно
INTERNATIONAL JOURNAL OF SCIENTIFIC RESEARCHERS
ISSN: 3030-332X Impact factor: 8,293
Volume 12, issue 1, June 2025
https://wordlyknowledge.uz/index.php/IJSR
worldly knowledge
Index:
google scholar, research gate, research bib, zenodo, open aire.
https://scholar.google.com/scholar?hl=ru&as_sdt=0%2C5&q=wosjournals.com&btnG
https://www.researchgate.net/profile/Worldly-Knowledge
https://journalseeker.researchbib.com/view/issn/3030-332X
5
использовано для развития самостоятельной познавательной деятельности студентов.
Однако его успешная реализация в образовательном процессе требует осмысления
педагогических условий, которые обеспечат не только техническую, но и методическую
поддержку данного подхода.
2. Методология исследования
Методологической основой исследования стали положения современных научных школ
в области педагогики, психологии и цифрового образования. Исследование опирается на
деятельностный подход (Л.С. Выготский, А.Н. Леонтьев), личностноориентированный
подход (В.В. Сериков, И.С. Якиманская), а также компетентностный подход,
определяющий требования к выпускнику вуза как к самостоятельной, критически
мыслящей и профессионально компетентной личности.
Деятельностный подход предполагает, что обучение — это активная форма
преобразования окружающей действительности и самого себя. Л.С. Выготский
подчеркивал, что «обучение становится действенным, когда стимулирует развитие и
опережает его» [2]. Это особенно важно в контексте компьютерного моделирования,
которое требует от студента постоянной интеллектуальной активности.
Личностно-ориентированный подход ориентирован на развитие индивидуальных
возможностей и интересов студента. Согласно В.В. Серикову, образование должно
строиться «на основе субъектности обучающегося и его способности к саморазвитию»
[7]. В рамках данного подхода моделирование предоставляет каждому студенту
пространство для самореализации и выбора индивидуальной траектории обучения.
Компетентностный подход в условиях цифровой среды связывает учебный процесс с
формированием ключевых профессиональных и метапредметных компетенций.
Важнейшими из них являются: информационная грамотность, критическое мышление,
умение анализировать и моделировать процессы. Использование компьютерного
моделирования способствует интеграции этих компетенций в учебную деятельность [9].
Для достижения цели исследования были использованы следующие методы научного
анализа:
Теоретические методы: анализ психологопедагогической и методической литературы,
сравнительный анализ подходов к использованию компьютерного моделирования в
образовании, обобщение педагогического опыта;
Эмпирические методы:
– наблюдение за учебной деятельностью студентов;
– анкетирование и опрос студентов и преподавателей для выявления отношения к
моделированию;
– педагогический эксперимент (формирующий этап с введением компьютерных моделей
в учебную программу и контрольный этап с последующим сравнением);
– анализ и интерпретация результатов.
Исследование проводилось на базе ТГПУ имени Низами в течение 2023–2024 учебного
года. В экспериментальной части приняли участие студенты 2-3 курс, направление
математик информатик, всего —60 человек.
Таким образом, сочетание теоретических и эмпирических методов позволило глубоко
проанализировать влияние компьютерного моделирования на развитие самостоятельной
познавательной деятельности студентов, а также выявить эффективные педагогические
условия для его внедрения в образовательный процесс.
В рамках формирующего эксперимента в учебный процесс были включены задания по
компьютерному моделированию, направленные
на развитие
аналитического,
INTERNATIONAL JOURNAL OF SCIENTIFIC RESEARCHERS
ISSN: 3030-332X Impact factor: 8,293
Volume 12, issue 1, June 2025
https://wordlyknowledge.uz/index.php/IJSR
worldly knowledge
Index:
google scholar, research gate, research bib, zenodo, open aire.
https://scholar.google.com/scholar?hl=ru&as_sdt=0%2C5&q=wosjournals.com&btnG
https://www.researchgate.net/profile/Worldly-Knowledge
https://journalseeker.researchbib.com/view/issn/3030-332X
6
критического и прогностического мышления студентов. Задания были разработаны с
учетом уровня подготовки обучающихся и включены в учебные дисциплины.
Задания по моделированию:
Построение динамической модели физических процессов.
Студенты создавали компьютерные модели движения тела по наклонной плоскости с
учетом силы трения, используя среду моделирования (Scratch, Algodoo, AnyLogic,
Python/Matplotlib).
Задача- анализ изменения скорости и координаты тела при разных углах наклона и
коэффициентах трения.
Создание модели популяционной экологии (модель «Хищник — жертва»).
Цель: построить и проанализировать взаимодействие между двумя популяциями с
учётом коэффициентов роста, смертности и взаимодействия.
Программа: Excel, Python (с использованием библиотек matplotlib, numpy) или среда
Stella.
Моделирование процессов в логистике/экономике.
Пример- разработка модели склада с поступающими и отгружаемыми товарами.
Условия- заданы интервалы поставки, объёмы хранения, спрос.
Задача- оптимизировать работу склада при минимальных издержках.
Инженерные задания (для технических направлений):
Моделирование простых электронных схем в среде Tinkercad или Proteus.
Задача- собрать схему с датчиком температуры и смоделировать её поведение при
изменении внешней среды.
Разработка собственной модели реального объекта.
Творческое задание- выбрать объект (например, «умный дом», «роботсортировщик»,
«интернетмагазин») и представить его как систему со входами/выходами, блоками и
логикой взаимодействия.
Защита модели с обоснованием решений.
Задания выполнялись как индивидуально, так и в малых группах. Обучающимся
предлагалось использовать не только готовые инструменты моделирования, но и
разработать алгоритмы поведения объектов,
что способствовало
развитию
самостоятельности, инициативности и способности к обобщению.
По каждому заданию студентами велся дневник моделирования, где фиксировались
этапы работы, гипотезы, ошибки и способы их устранения — это стало дополнительным
инструментом рефлексии.
3. Организация и этапы исследования
Исследование проводилось в условиях реального образовательного процесса на базе
ТГПУ, факультет физика математический, кафедру Информатик, в течение 2023–2024
учебного года. В исследовании приняли участие студенты направление математика и
информатика, 2–3 курсов, всего — 60 человек.
Целью исследования было выявление педагогических условий эффективного
использования компьютерного моделирования для развития самостоятельной
познавательной деятельности студентов.
Организация исследования включала три этапа: констатирующий
,
формирующий
и
контрольнообобщающий
.
3.1 Констатирующий этап
На этом этапе была проведена диагностика исходного уровня развития самостоятельной
познавательной деятельности студентов. Использовались следующие методы:
INTERNATIONAL JOURNAL OF SCIENTIFIC RESEARCHERS
ISSN: 3030-332X Impact factor: 8,293
Volume 12, issue 1, June 2025
https://wordlyknowledge.uz/index.php/IJSR
worldly knowledge
Index:
google scholar, research gate, research bib, zenodo, open aire.
https://scholar.google.com/scholar?hl=ru&as_sdt=0%2C5&q=wosjournals.com&btnG
https://www.researchgate.net/profile/Worldly-Knowledge
https://journalseeker.researchbib.com/view/issn/3030-332X
7
Анкетирование студентов с целью выявления уровня мотивации к обучению, привычек в
учебной деятельности, отношения к самостоятельной работе;
Наблюдение за выполнением стандартных учебных заданий;
Анализ учебных достижений (оценки, участие в проектах, скорость выполнения
самостоятельных заданий);
Психологопедагогические тесты
, направленные на определение уровня рефлексии,
самоорганизации, устойчивости познавательного интереса.
Результаты показали, что значительная часть студентов демонстрировала низкий и
средний уровень познавательной самостоятельности, особенно в аспектах целеполагания
и самооценки.
3.2 Формирующий этап
На этом этапе в учебный процесс были целенаправленно включены задания по
компьютерному моделированию (см. раздел 2), разработанные в соответствии с целями
исследования. Были реализованы следующие педагогические условия:
Использование моделей, отражающих реальные и учебные ситуации, требующие анализа
и прогнозирования;
Индивидуализация и вариативность заданий;
Построение пошагового алгоритма выполнения;
Введение элементов проектной и исследовательской деятельности;
Регулярная рефлексия и самооценка через дневники моделирования.
Параллельно проводилась работа с преподавателями: инструктажи, методические
консультации, обсуждение затруднений и успешных практик.
3.3 Контрольнообобщающий этап
На заключительном этапе проводилось повторное анкетирование, анализ выполненных
заданий, самооценок студентов и экспертной оценки преподавателей. Основные формы
контроля:
Сравнительный анализ результатов до и после эксперимента;
Тестовые задания, направленные на проверку способности применять моделирование
для решения новых задач;
Рефлексивные эссе студентов о восприятии моделирования как формы обучения;
Статистическая обработка результатов, в том числе методы количественного и
качественного анализа.
Результаты показали положительную динамику: повысился уровень самостоятельности в
планировании и выполнении заданий, улучшилось понимание учебного материала,
вырос интерес к самостоятельной работе и использование цифровых инструментов в
обучении.
4. Результаты исследования и их обсуждение
В исследовании приняли участие 60 студентов 2го и 3го курсов направления «
математика информатика» физика математического факультета. Исследование включало
констатирующий и контрольнообобщающий этапы, между которыми был проведён
формирующий эксперимент с внедрением заданий по компьютерному моделированию.
4.1 Повышение уровня познавательной самостоятельности
Результаты анкетирования и тестирования показали следующие изменения:
Уровень
познавательной
самостоятельности
Констатирующий
этап (%)
Контрольнообобщающи
й этап (%)
Высокий
15
40
INTERNATIONAL JOURNAL OF SCIENTIFIC RESEARCHERS
ISSN: 3030-332X Impact factor: 8,293
Volume 12, issue 1, June 2025
https://wordlyknowledge.uz/index.php/IJSR
worldly knowledge
Index:
google scholar, research gate, research bib, zenodo, open aire.
https://scholar.google.com/scholar?hl=ru&as_sdt=0%2C5&q=wosjournals.com&btnG
https://www.researchgate.net/profile/Worldly-Knowledge
https://journalseeker.researchbib.com/view/issn/3030-332X
8
Средний
50
45
Низкий
35
15
Таким образом, количество студентов с высоким уровнем самостоятельности
увеличилось с 15% до 40%, что свидетельствует о значительном прогрессе.
4.2 Оценка эффективности заданий по моделированию
Из 60 студентов:
85% отметили, что задания помогли им лучше понять учебный материал;
78% заявили о развитии навыков самостоятельного решения задач;
70% признали, что задания повысили интерес к изучаемой дисциплине.
В частности, инженерные задания получили положительную оценку от 75% участников,
которые отметили их практическую значимость и влияние на формирование
профессиональных компетенций.
4.3 Препятствия и рекомендации
В ходе исследования выявлены следующие трудности:
40% студентов испытывали сложности с освоением программного обеспечения в начале
эксперимента;
30% нуждались в дополнительной поддержке для постановки целей и планирования
работы.
В связи с этим были введены дополнительные обучающие сессии, которые снизили
уровень затруднений на 25% по итогам опросов.
4.4 Обсуждение
Полученные данные подтверждают, что систематическое использование компьютерного
моделирования способствует повышению самостоятельности и мотивации студентов, что
особенно важно для инженерных направлений.
Заключение и выводы
В ходе исследования было подтверждено, что компьютерное моделирование является
эффективным средством развития самостоятельной познавательной деятельности
студентов вуза. Полученные результаты показывают значительный рост уровня
самостоятельности обучающихся: количество студентов с высоким уровнем
самостоятельности увеличилось с 15% до 40%, что свидетельствует о положительном
влиянии использования компьютерных моделей в учебном процессе.
Задания по компьютерному моделированию, особенно инженерного характера,
способствовали не только углублению теоретических знаний, но и развитию
практических навыков, способности к самостоятельному планированию, анализу и
оценке результатов своей деятельности. Такой комплексный подход усилил мотивацию
студентов к учебе и формированию исследовательского мышления, необходимых для
будущей профессиональной деятельности.
Отмечены некоторые трудности на начальном этапе — связанные с освоением
специализированного программного обеспечения и организацией самостоятельной
работы. Однако систематическая методическая поддержка и дополнительные обучающие
материалы способствовали снижению этих барьеров и успешной адаптации студентов к
новым формам деятельности.
Таким образом, компьютерное моделирование как инновационный педагогический
инструмент обеспечивает интеграцию теоретического и практического обучения,
способствуя формированию ключевых компетенций и самостоятельности студентов. Для
дальнейшего повышения эффективности рекомендуется расширять практику
INTERNATIONAL JOURNAL OF SCIENTIFIC RESEARCHERS
ISSN: 3030-332X Impact factor: 8,293
Volume 12, issue 1, June 2025
https://wordlyknowledge.uz/index.php/IJSR
worldly knowledge
Index:
google scholar, research gate, research bib, zenodo, open aire.
https://scholar.google.com/scholar?hl=ru&as_sdt=0%2C5&q=wosjournals.com&btnG
https://www.researchgate.net/profile/Worldly-Knowledge
https://journalseeker.researchbib.com/view/issn/3030-332X
9
моделирования с учётом индивидуальных особенностей обучающихся и повышать
квалификацию преподавателей в области современных цифровых технологий.
Список литературы:
1. Mayer R.E. Multimedia Learning. — Cambridge: Cambridge University Press, 2009.
2. Выготский Л.С. Избранные психологические исследования. — М.: Педагогика, 1983.
— 320 с.
3. Глухов В.В. Компьютерное моделирование в обучении: педагогический потенциал. //
Вестник высшей школы. — 2019. — №2. — С. 56–60.
4. Зимняя И.А. Психология обучения: Учебник. — М.: Логос, 2001. — 384 с.
5. Кузнецов С.В. Моделирование как метод активизации учебного процесса. //
Современные образовательные технологии. — 2020. — №3. — С. 42–47.
6. Леонтьев А.Н. Деятельность. Сознание. Личность. — М.: Политиздат, 1975. — 304 с.
7. Сериков В.В. Личностноориентированное образование: поиск новых смыслов. — М.:
Исследовательский центр проблем качества подготовки специалистов, 2004. — 215 с.
8. Харламов Ю.Н. Педагогика: Учебник для студентов вузов. — М.: Академия, 2003. —
512 с.
9. Хуторской А.В. Ключевые компетенции как компонент личности. // Народное
образование. — 2003. — №5. — С. 58–64.
