Page translation

# COMPUTER MODELING AT TEACHING STUDENTS OF IT TECHNOLOGY

Ishutina Irina, senior lecturer

Beket Kenzhegulov, dean, doctor of technical science, full professor

Nurbek Kengegulov, магистрант

Atyrau State University name of Kh.Dosmukhamedovа, Kazakhstan

Conference participant

Integrated and interdisciplinary approach has been applied during the training of programming basis with students of “IT technology” specialty at Atyrau state university named after Khalel Dosmukhamedova. While teaching students following methods have been used: visuals, practical and creative searching.

Exactly this way of teaching and presenting new material allows you not only to develop students’ recursive algorithm programming skills on subject being studied, but also widens students’ knowledge in synergy field connected with the study of fractals and make students interested in this field of science.

Introduction in concept of a fractal was offered in a form used in problematic training. Students were offered to choose the form which, in their opinion, most common in the nature. While the discussion about mathematical figures and other shapes, students made a conclusion, that such perfect shapes like circle, triangle and similar shapes are rare in the nature. They have irregular shapes, for example the wavy line of the coast or rocky mountains. When you have very close look at them it is possible to see even more roughnesses and bends. After that the teacher explained that in 1975 Benois Mundelbrot, a mathematician, called these endless irregular shapes fractals.

Followed by this, many slides were demonstrated where endless irregular shapes, called fractals, in the nature and mathematics.

As a visual example students are shown the way how to get fractals called “Kokhov’s snowflakes” after what students are asked to describe the way to design this Fractal curves. It’s necessary to draw a triangle, then right in the middle of every side we draw more small equilateral triangles. The same can be done again and endlessly (Picture 1). As a result we can get a curve line, consisting of right angles. Thus it is necessary to explain that this fractal has an unlimited long perimeter, but the limited area.

One more way of getting fractals, called “Serpinskii sieve (serviette)” is being considered. In order to get these fractals it is necessary to draw triangles inside other triangles and carry on in this way infinitively. (Picture 2)

After learning the construction techniques of this fractal curve students go on learning the ways of algorithm designing.

Only after that it is possible to create the program directly on one of the programming languages, showing fractal drawing of «Serpinsky’s sieve». While modeling algorithm of how to create this fractal curve we can notice that all three middle lines in the triangle are drawn out. As a result it breaks into 4 new triangles. The same procedure is applied to three of them, adjoining tops of an initial triangle. The program is made using recursive procedure (in this example the Turbo Pascal programming language is used) [1] .

Program fraktal_1;

Uses Graph;

Var xc, xa, xb, ya, yb, yc: Integer;

n, cd, gm: Integer;

Procedure Triangle (xa, ya, xb, yb, xc, yc, n: Integer);

Var xp, xq, xr, yp, yq, yr: Integer;

Begin

If n>0 Then

Begin

xp:= (xb+xc) Div 2;

yp:= (yb+yc) Div 2; xq:=(xa+xc) Div 2; yq:= (ya+yc) Div 2;

xr:= (xb+xa) Div 2; yr:= (yb+ya) Div 2;

line (xp, yp, xq, yq);

line (xq, yq, xr, yr);

line ( xp, yp, xr, yr);

Triangle (xa, ya, xr, yr, xq, yq, n-1);

Triangle (xb, yb, xp, yp, xr, yr, n-1);

Triangle (xc, yc, xq, yq, xp, yp, n-1);

End;

End;

Begin

xc:=300; yc:=0; xb:=600; yb:=400; xa:=0; ya:=400;

cd:=detect; gm:=1;

initgraph (cd, gm, ‘c:\tp7_0\Bin’);

line (xa, ya, xb, yb); line (xb, yb, xc, yc);

line (xa, ya, xc, yc);

Triangle (xa, ya, xb, yb, xc, yc, 6);

Closegraph;

End.

Further we consider the program which draws Hilbert’s curve on the screen (Picture 3).

Picture 3. Hilbert's curve

While modeling algorithm of this program it is necessary to notice that the curve of the second order can be done by connecting the four curves of the first order, two of which are turned on 90 degrees: one - clockwise, another – contra clockwise. In the same way we get the curve of the third order, but thus as a repeating figure we use the curves of the second order. The order of a drawn curve will be entered by the user during the work on this program. Using recursive algorithm we can make the program which draws Hilbert's curve (in this example the programming language C ++) [2].

#include <graphics.h>

#include<stdlib.h>

#include<stdio.h>

#include<conio.h>

#include<math.h>

#include<dos.h>

#define PATHTODRIVER “c:\\ borlandc\\bgi\\”

#defineDT3

#defineu10

voidGilbert(intp);

void main()

{ int gdriver=DETECT; int gmode; int errorcode;

initgraph(&gdriver,&gmode, PATHTODRIVER); errorcode=graphrezalt();

if (errorcode= = grOk) { outtextxy(10,10,” Hilbert's curve”); Gilbert(4); outtextxy(10,25,”Press  <Enter>”); getch(); closegraph();} else {printf(“Error : %d\n”,errorcode);

printf(”Press  <Enter>”);

getch();}

void a (int i);   void b (int i);  void c (int i);void d (int i); void my_lineto (int x2,int y2);

voidGilbert(intp);

{moveto(450,50); a(p);}

void a (int i);

{if (i>0) {d (i-1); my_lineto(getx( )-u,gety( )); a (i-1); my_lineto(getx( ),gety( )+u); a (i-1); my_lineto(getx( )+u,gety( ));d (i-1); }}

void b (int i);

{if (i>0) {c (i-1); my_lineto(getx( ), gety( ) -u); b (i-1); my_lineto(getx( ) +u,gety( ));

b (i-1); my_lineto(getx( ),gety( ) +u);a (i-1); }}

void c (int i);

{if (i>0) {b (i-1); my_lineto(getx( )+ u, gety( ));c (i-1); my_lineto(getx( ),gety( ) -u);

c (i-1); my_lineto(getx( )-u,gety( ) );d (i-1); }}

void d (int i);

{if (i>0) {a (i-1); my_lineto(getx( ), gety( ) +u);d (i-1); my_lineto(getx( ) -u,gety( ));

d (i-1); my_lineto(getx( ),gety( ) -u);c (i-1); }}

void my_lineto(int x2,int y2)

{ int x1,y1;  int x,y;  int dx;  int dy;  int color; int a,b;  int n;  int i;

x1=getx(); y1=gety();

if (x1!=x2)

{      a=(y2-y1)/(x2-x1);   b=y1-a*x1;  n=abs(x2-x1)+1;

if (x2>x1) dx=1;else dx= -1;

x=x1;

color=getcolor();

for (i=1;i<=n; i++)

{y=a*x+b;   putpixel(x,y,color);  delay(DT); x+=dx; }}

else

{ n=abs(y2-y1);

if (y2>y1) dy=1; else dy= -1;

x=x1; y=y1; color=getcolor();

for (i=1; i<=n;i++)

{putpixel(x,y,color); delay(DT);y+=dy;} }

putpixel(x2,y2,color);  moveto(x2,y2);  }

In conclusion, after studying this subject with students you can give a creative task to create their own fractal curve and designing program, and also to create a program which draws Koch’s fractal curve of the first, second and other orders.

References:

• 1. IT practical training: Teaching aid for university students / A.V. Mogilyov, N.I.Pak, E.K.Henner; Under the editorship of E.K.Henner. – M.:Publishing centre "Akademiya", 2002. – 608 pages.
• 2. Kultin N. B. C/C ++ with tasks and examples. – SPb.:BHV-Petersburg, 2005.-288 pages.

## Panfilova Alvina

10/01/2013- 11.00-Альвина Павловна Уважаемые авторы. Приветствую новые идеи и новые возможности и подходы к совершенствованию образовательного процесса. Особенно ратую за развитие творческого потенциала студентов. Хотелось бы для собственного развития прочитать дополнительно про психолого-педагогическое обоснование такого подхода и иметь больше методических комментариев. Думаю, что это было бы полезно многим читателям вашего материала. Желаю успехов. С уважением, Альвина Павловна

## Igropulo Irina Fedorovna

Уважаемые авторы! Статья посвящена актуальной методической задаче использованию компьютерного моделирования в подготовке студентов. Важен Ваш акцент на визуализации информации, что соответствует современному стилю ее получения. Желаю успехов.

## Nabi Yskak

Уважаемые авторы! Развитие творческого потенциала обучаемых - одна из задач преподавателя. Вы своим подходом успешно ее решаете. Однако следовало бы больше внимания обратить на педагогический аспект проблемы вместо чисто специфических для Вашей дисциплины алгоритмов

## Sanosyan Khachatur Avetis

Уважаемые коллеги. Решения задачи с применением междисциплинарных связей поднимает качество обучения как в изучаемой дисциплине так и способствует закреплению материала ранее полученных дисциплин. Используемый подход позволяет студентам на конкретном примере понать как можно использовать полученные знания. ВЫ РЕАЛИЗОВАЛИ ИННОВАЦИОННЫЙ ПОДХОД: НОВЫЕ УМЕНИЯ - ЗАКРЕПЛЕНИЕ ЗНАНИЙ - ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЗНАНИЙ (в том числе в условиях современных рыночных отношений). Спасибо за статью . Спасибо, что вы подтолкнули нас к необходимости реализации проблем в трехвекторной плоскости. С уважением Х.А. Саносян

## Gumennikova Tamara

Ваша публикация представляет интерес для преподавателей и методистов, работающих в плоскости подготовки ИТ -профессионалов. Обращает внимание, избранный Вами творческий подход к презентации проблемы студентам. Желаю новых методических находок, их апробации и дальнейшей результативности в исследовательской деятельности.

Статья актуальна. Интересны подходы к использованию метода ИТ- практической подготовки.

## Panfilova Alvina

10/01/2013- 11.00-Альвина Павловна Уважаемые авторы. Приветствую новые идеи и новые возможности и подходы к совершенствованию образовательного процесса. Особенно ратую за развитие творческого потенциала студентов. Хотелось бы для собственного развития прочитать дополнительно про психолого-педагогическое обоснование такого подхода и иметь больше методических комментариев. Думаю, что это было бы полезно многим читателям вашего материала. Желаю успехов. С уважением, Альвина Павловна

## Igropulo Irina Fedorovna

Уважаемые авторы! Статья посвящена актуальной методической задаче использованию компьютерного моделирования в подготовке студентов. Важен Ваш акцент на визуализации информации, что соответствует современному стилю ее получения. Желаю успехов.

## Nabi Yskak

Уважаемые авторы! Развитие творческого потенциала обучаемых - одна из задач преподавателя. Вы своим подходом успешно ее решаете. Однако следовало бы больше внимания обратить на педагогический аспект проблемы вместо чисто специфических для Вашей дисциплины алгоритмов

## Sanosyan Khachatur Avetis

Уважаемые коллеги. Решения задачи с применением междисциплинарных связей поднимает качество обучения как в изучаемой дисциплине так и способствует закреплению материала ранее полученных дисциплин. Используемый подход позволяет студентам на конкретном примере понать как можно использовать полученные знания. ВЫ РЕАЛИЗОВАЛИ ИННОВАЦИОННЫЙ ПОДХОД: НОВЫЕ УМЕНИЯ - ЗАКРЕПЛЕНИЕ ЗНАНИЙ - ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЗНАНИЙ (в том числе в условиях современных рыночных отношений). Спасибо за статью . Спасибо, что вы подтолкнули нас к необходимости реализации проблем в трехвекторной плоскости. С уважением Х.А. Саносян

## Gumennikova Tamara

Ваша публикация представляет интерес для преподавателей и методистов, работающих в плоскости подготовки ИТ -профессионалов. Обращает внимание, избранный Вами творческий подход к презентации проблемы студентам. Желаю новых методических находок, их апробации и дальнейшей результативности в исследовательской деятельности.