В Высшем колледже прикладных наук (ВКПН) Саратовского государственного университета реализовано непрерывное образование: на первой ступени – среднее образование – учатся с 8 по 11 класс в Лицее колледжа прикладных наук (ЛКПН), на второй ступени - высшее образование – с 1 по 5 курс в Высшем колледже прикладных наук СГУ. В качестве основной, связующей идеи при этом используются концепции нелинейной динамики и теории самоорганизации. В ЛКПН читается курс "Колебания, волны и синергетика", насыщенный нелинейными задачами, которые требуют компьютерного анализа. Постановка таких задач выполняется учителем синергетики, а компьютерная реализация проходит при участии учителя информатики. В процессе разработки и отладки программных средств отрабатывается методика преподавания синергетики, многие сложные вопросы не всегда понятны ученику 10-11 класса без наглядных иллюстраций.

Специфика школы заставляет уделять повышенное внимание: обратной связи с учеником, закреплению материала, повторению основных понятий и терминов, домашним заданиям различного уровня сложности, проблемному и эвристическому обучению, следовательно, в отличии от вуза обучение не может основываться только на лекционном материале, поэтому некоторые разделы курса выделены в виде индивидуальных заданий для отдельных уроков по информационным технологиям.

В зависимости от способности и интересов ученики получают различные задания: от программ с простейшими алгоритмами до сложных программ на уровне 2-3 курса университета. Язык программирования ребята выбирают сами (Ассемблер, Паскаль, Бейсик, Си, Delphi), хотя в ЛКПН как основной изучается язык Паскаль. При написании программ к учащимся предъявляются требования по оформлению: интерактивный интерфейс, "защита от дурака", возможность работы неподготовленному пользователю, наглядность результатов.

В качестве примера мы приводим несколько иллюстраций к теме "Фракталы", в частности "Множество Мандельброта", "Множества Жулиа". Компьютерные модели дают уникальные возможности продемонстрировать процессы эволюции в динамических системах, сформированных на разностных и дифференциальных уравнений. Компьютерное моделирование дискретных систем (точечных отображений) вполне доступно среднему школьнику. При этом удается проиллюстрировать все колебательные феномены нелинейного мира. Так, например, в программе "Колебания нелинейного маятника", используя возможности языка Delphi, удается показать множество сложных колебания, явления резонанса, гистерезиса, динамического хаоса и мультистабильности. Программа "Динамические системы" оперирует с дифференциальными уравнениями первого, второго и более высокого порядков. С ее помощью на экран выводится зависимость динамической переменной от времени и фазовый портрет (зависимость скорости изменения состояния системы от этого состояния). Программа написана на Delphi имеет встроенный интерфейс, который позволяет проанализировать поведение выбранной динамической системы для различных начальных условий. Для решения дифференциальных уравнений применялся метод Рунге-Кутта четвертого порядка (кружок по информатике). Алгоритмы, примененные в программе, универсальны и позволяют получать решения любых дифференциальных уравнений первого-десятого порядка. Ценность данной программы в том, что при объяснении данной темы трудно проследить изменение динамической системы с различными коэффициентами и тем более нарисовать каждый шаг на доске, поэтому программа используется как демонстрационная программа к курсам с элементами теории динамических систем и может служить учебным пособием на начальных этапах их изучения.

Ежегодно программные продукты учащихся ЛКПН используются не только в учебном процессе, но и занимают призовые места на олимпиадах, конкурсах, конференциях, проводимых в университете и среди школ города.

Сервер поддерживается фирмой НПП "БИТ про" Лучшие программы для образовательного процесса