Найти в Дзене
Артур Рыкалин

Высшая математика в Excel: смекалка и новые возможности численных методов

Математику периодически ругают за избыточную абстракцию и недостаточную применимость в ежедневной жизни. Время в школе и ВУЗе выделяется много на математические предметы, а доля используемого материала в жизни для среднестатистического гражданина стремиться к нулю. Некоторые преподаватели, ощущая эту «несправедливость», пробуют включать дополнительный функционал в математические предметы. Например, в довольно «гуманитарном» МГИМО курс по линейной алгебре и информатике основан практически полностью на Excel. Важно понимать, что это не массовый «переход», а инициатива конкретного преподавателя, так как сам ВУЗ очень большой и разнообразный. В итоге студенту по сути нужно осваивать не только высшую математику, но и Excel. В чём же возможные преимущества такого подхода?! Во-первых, студент сможет усовершенствовать свои навыки владения востребованной программой, которая повсеместно используется даже в простых и совсем не интеллектуальных бизнесах (взять хотя бы гугл-таблицы). На многих офис

Математику периодически ругают за избыточную абстракцию и недостаточную применимость в ежедневной жизни. Время в школе и ВУЗе выделяется много на математические предметы, а доля используемого материала в жизни для среднестатистического гражданина стремиться к нулю. Некоторые преподаватели, ощущая эту «несправедливость», пробуют включать дополнительный функционал в математические предметы.

Например, в довольно «гуманитарном» МГИМО курс по линейной алгебре и информатике основан практически полностью на Excel. Важно понимать, что это не массовый «переход», а инициатива конкретного преподавателя, так как сам ВУЗ очень большой и разнообразный. В итоге студенту по сути нужно осваивать не только высшую математику, но и Excel.

Задание на собственные значения и вектора
Задание на собственные значения и вектора

В чём же возможные преимущества такого подхода?!

Во-первых, студент сможет усовершенствовать свои навыки владения востребованной программой, которая повсеместно используется даже в простых и совсем не интеллектуальных бизнесах (взять хотя бы гугл-таблицы). На многих офисных вакансиях с заработной платой 100+ эксель является основным средством производства. То есть для кого-то эти навыки могут стать «хлебом» и входом в профессию.

Во-вторых, использование экселя для решения задач высшей математики является элементом активного обучения (active learning), когда нужно применять творчество, смекалку, выбирать алгоритм решения задачи (а в экселе их может быть несколько).

В-третьих, эксель открывает новый мир высшей математики – количественные метолы, когда те или иные задачи можно решать не аналитически-абстрактно, а путём алгоритмизированных количественных расчётов (часто приближённых). Тут уже не так много идеальных чисел и удобных ответов, так как есть погрешности и точность решения.

В-четвёртых, оцифровка алгоритмов решения типовых задач наглядно демонстрирует системность изучаемых методов, которые, оказывается, можно чётко описать, стандартизировать и облечь в алгоритм (пошаговую инструкцию по решению). Кажущаяся разрозненность и калейдоскопичность абстрактной теории предстаёт в виде стройной мозаики и упорядоченного множества связанных элементов.

В-пятых, студент становится способен решать такие математические задачи, которые без компьютера не решить на листе бумаги.

В-шестых, часть задач носят не только учебный, но и чисто прикладной характер, что приближает тренировочные задачи к возможным практическим задачам в трудовой жизни. Например, это задачи по автоматизации прогноза временных рядов и построению графиков, задачи по фильтрации и сортировке баз данных, задачи на поиск оптимального параметра и др.

-2

Как преподаватель могу сказать, что это прекрасное решение для в целом довольно гуманитарного МГИМО, где математические дисциплины довольно трудно даются студентам, больше ориентированным на гуманитарные предметы, особенно иностранные языки.

У любой, наверное, медали есть и обратная сторона.

1. Студент может не успеть освоить ни высшую математику, ни эксель. Будет вынужден прибегать к читерству.

2. Студент заучит алгоритмы в эксель или будет их бездумно применять лишь для получения ответа, не понимая математической сути.

В целом, конечно, инициатива очень интересная. Можно её совершенствовать. В курсе линейной алгебры алгоритмы составлялись для операций с матрицами (перемножение, транспонирование, получение обратной матрицы, расчёт определителя в основном), решения систем уравнений, нахождения базиса из разных наборов векторов; квадратичных форм; различных скалярных произведений и др.

Задание на операции с матрицами
Задание на операции с матрицами

В курсе информатики были задачи по нахождению регрессии (логарифмической и полиномиальной), оценке прогнозных значений, численному решению уравнений, вычислению интегралов, фильтрации баз данных и др.

Для решения всего комплекса используемых задач студент осваивает и условные операторы, и фильтрацию, и надстройки «Поиск решения» и «Анализ данных», и построение графиков, и операции с массивами. Великолепный тренажёр для углубления использования экселя, словом.

Расчётные листы в эксель можно посмотреть здесь.

ИНФОРМАТИКА и высшая математика в excel.xlsx