| Закреплена за кафедрой | Кафедра теоретической кибернетики и прикладной математики |
|---|---|
| Направление подготовки | 09.06.01. Информатика и вычислительная техника |
| Направленность | Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ |
| Форма обучения | Заочная |
| Общая трудоемкость | 4 ЗЕТ |
| Учебный план | z09_06_01_ИВиТ_Мат моделир-1-2020 |
|
|
||||||||||||||||
Распределение часов по курсам
| Курс | 1 | 2 | Итого | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Вид занятий | УП | РПД | УП | РПД | УП | РПД |
| Лекции | 4 | 4 | 4 | 4 | 8 | 8 |
| Практические | 2 | 2 | 2 | 2 | 4 | 4 |
| Сам. работа | 62 | 62 | 57 | 57 | 119 | 119 |
| Часы на контроль | 4 | 4 | 9 | 9 | 13 | 13 |
| Итого | 72 | 72 | 72 | 72 | 144 | 144 |
Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году
Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2020-2021 учебном году на заседании
кафедры
Кафедра теоретической кибернетики и прикладной математики
Протокол от 30.06.2020 г. № 6
Заведующий кафедрой к.т.н., доцент Хворова Л.А.
| 1.1. | Целями освоения учебной дисциплины «Методология и методы научных исследований в профессиональной деятельности» являются изучение теории и практики применения современных математических моделей, методов, информационных технологий по актуальному направлению прикладной и индустриальной математики, которые способствуют развитию аспирантов в следующих направлениях: способности к разработке новых методов исследования и их применению в самостоятельной научно- исследовательской деятельности в области профессиональной деятельности; владение методологией теоретических и экспериментальных исследований, математическими методами, вычислительной техникой и информационными технологиями в области математического моделирования природных процессов и социально-экономических систем, системного анализа, проектирования и создания комплексов программ; разработке новых методов исследования и их применению в области математического моделирования природных процессов и социально-экономических систем, системного анализа, проектирования комплексов программ в сфере науки, техники, технологии и педагогики; способностью представлять на высоком научном уровне полученные результаты в области математического моделирования природных процессов и социально-экономических систем, системного анализа, проектирования комплексов программ в научных публикациях, на симпозиумах и конференциях, в том числе в преподавательской деятельности; способности к критическому анализу и оценке современных научных достижений, генерированию новых идей при решении исследовательских и практических задач, в том числе в междисциплинарных областях. Итогом курса является подготовка аспирантов по основным разделам программы кандидатского экзамена специальности 05.13.18 – Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ – технические и физико-математические науки. |
|---|
| Цикл (раздел) ООП: Б1.В.01 |
| ПК-1 | способностью осуществлять анализ, планирование, разработку и реализацию комплексного процесса научного исследования, вносить оригинальный вклад в развитие научных знаний с опорой на современные подходы, презентовать результаты научного исследования в виде публикаций и продвигать научные достижения в профессиональной деятельности |
| ПК-3 | способностью представлять на высоком научном уровне полученные результаты в области математического моделирования природных процессов и социально-экономических систем, системного анализа, проектирования комплексов программ в научных публикациях, на симпозиумах и конференциях, в том числе в преподавательской деятельности |
| В результате освоения дисциплины обучающийся должен | |
| 3.1. | Знать: |
|---|---|
| 3.1.1. | Современные проблемные области математического моделирования, в которых необходима разработка новых методов исследования. Основы методологии теоретических и экспериментальных исследований в выбранной области математического моделирования природных процессов и социально-экономических систем, системного анализа, проектирования и создания комплексов программ. Комплекс базовых методов теоретических и экспериментальных исследований в выбранной области математического моделирования природных процессов и социально-экономических систем, системного анализа, проектирования и создания комплексов программ. Требования, эффективные приемы и особенности представления результатов математического моделирования природных процессов и социально-экономических систем, системного анализа, проектирования комплексов программ в устной и письменной форме в научных публикациях, на симпозиумах и конференциях, в том числе в преподавательской деятельности. Уровень и примеры современных научных достижений математического моделирования. |
| 3.2. | Уметь: |
| 3.2.1. | Использовать современные информационно-коммуникационные технологии в организации научного исследования. Анализировать альтернативные варианты и осуществлять личностный выбор методологии теоретических и экспериментальных исследований в выбранной области научных исследований. Оценивать теоретический и прикладной уровни методов математического моделирования природных процессов и социально-экономических систем, системного анализа, проектирования и создания комплексов программ. Выбирать эффективные приемы и следовать основным нормам, принятым в научном общении при представлении результатов математического моделирования, системного анализа, проектирования комплексов программ в устной и письменной форме в научных публикациях, на симпозиумах и конференциях, в том числе в преподавательской деятельности. Генерировать новые идеи при решении исследовательских и практических задач. |
| 3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
| 3.3.1. | Программными средствами поддержки информационно-коммуникационные технологий в организации научного исследования. Приемами и технологиями, а также навыками критического анализа и оценки современных научных достижений в области методологии математического моделирования природных процессов и социально-экономических систем. Приемами использования современных методов математического моделирования природных процессов и социально-экономических систем и области технологий создания комплексов программных средств. Навыками критической оценки эффективности различных методов и технологий научной коммуникации при представлении результатов математического моделирования, системного анализа, проектирования комплексов программ. Методиками и практикой критического анализа и оценки современных научных достижений математического моделирования, в том числе в междисциплинарных областях |
| Код занятия | Наименование разделов и тем | Вид занятия | Курс | Часов | Компетенции | Литература |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Раздел 1. Математические основы | ||||||
| 1.1. | Элементы теории функций и функционального анализа. Линейные непрерывные функционалы | Лекции | 1 | 2 | ПК-1, ПК-3 | Л1.1, Л2.4 |
| 1.2. | Экстремальные задачи. Задачи на минимакс. Принцип динамического программирования | Практические | 1 | 2 | ПК-1, ПК-3 | Л1.1, Л2.9, Л1.10 |
| 1.3. | Основные понятия теории статистических решений. Основы теории информации | Сам. работа | 1 | 30 | ПК-1, ПК-3 | Л1.1, Л2.4, Л2.9, Л1.10 |
| Раздел 2. Информационные технологии | ||||||
| 2.1. | Принятие решений | Лекции | 1 | 2 | ПК-1 | Л1.1, Л2.9, Л1.10 |
| 2.2. | Системы поддержки принятия решений | Сам. работа | 1 | 32 | ПК-1 | Л1.1, Л2.9 |
| Раздел 3. Компьютерные технологии | ||||||
| 3.1. | Численные методы. Основные понятия | Лекции | 2 | 2 | ПК-1 | Л1.1, Л2.4, Л2.9 |
| 3.2. | Численное интегрирование | Практические | 2 | 2 | ПК-3 | Л2.7, Л1.1 |
| 3.3. | Численные методы поиска экстремума. Вычислительные методы линейной алгебры. Численные методы решения систем дифференциальных уравнений. Сплайн-аппроксимация, интерполяция, метод конечных элементов | Сам. работа | 2 | 20 | ПК-1 | Л1.1, Л2.4, Л2.9, Л1.10 |
| 3.4. | Методы оценки погрешностей вычислительных алгоритмов | Сам. работа | 2 | 25 | ПК-1 | Л1.1, Л2.9 |
| Раздел 4. Методы математического моделирования | ||||||
| 4.1. | Основные принципы математического моделирования | Лекции | 2 | 2 | ПК-3 | Л1.1, Л2.9 |
| 4.2. | Вариационные принципы построения математических моделей. Методы исследования математических моделей. Устойчивость. Проверка адекватности математических моделей | Сам. работа | 2 | 12 | ПК-1, ПК-3 | Л1.1, Л2.4, Л2.9, Л1.10 |
| 4.3. | Экзамен проводится без выделения учебных час. | Экзамен | 2 | 9 | ПК-1, ПК-3 | Л1.3, Л2.1, Л2.2, Л2.6, Л2.10, Л2.8, Л2.3, Л1.8, Л2.5, Л1.2, Л1.9, Л1.6, Л1.7, Л1.1, Л2.4, Л2.9, Л1.10, Л2.12, Л2.11, Л1.4, Л1.5 |
| 5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины |
| см. приложение |
| 5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.) |
| не предусмотрены |
| 5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации |
| см. приложение |
| 6.1. Рекомендуемая литература | ||||
| 6.1.1. Основная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л1.1 | Петрова А.Г., Оскорбин Н.М., Хворова Л.А. и др. | Математическое моделирование: учебное пособие: Основная | Барнаул: Изд-во Алт. ун-та., 2016. | http://elibrary.asu.ru/handle/asu/3328 |
| Л1.2 | Полат Е.С., Бухаркина М.Ю. | Современные педагогические и информационные технологии в системе образования: учеб. пособие для вузов | М.: Академия, 2010 | |
| Л1.3 | Будкин А.И., Ленюк С.В. | Избранные задачи по линейной алгебре: учеб. пособие | Барнаул: Изд-во АлтГУ, 2006 | |
| Л1.4 | Л. А. Хворова, А. В. Жариков, О. В. Кротова | Математические методы и модели экологических, экономических и социальных систем: задачи оптимизации, алгоритмы решений, численные методы: учеб. пособие | Изд-во АлтГУ, 2018 | |
| Л1.5 | Шарден Б., Массарон Л., Боскетти А. | Крупномасштабное машинное обучение вместе с Python: Учебные пособия | Издательство "ДМК Пресс", 2018 //ЭБС издательства «Лань» | e.lanbook.com |
| Л1.6 | Срочко В.А. | Численные методы: курс лекций: [учеб. пособие] | СПб.: Лань, 2010 | e.lanbook.com |
| Л1.7 | Олифер В.Г., Олифер Н.А. | Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: учеб. пособие для вузов | СПб.: Питер, 2012 | |
| Л1.8 | Гончарова Н.В., Иванова О.А., Хворова Л.А. | Теория вероятностей: учеб. пособие | Барнаул: Изд-во АлтГУ, 2010 | |
| Л1.9 | Трофимов В.В. | Информационные технологии: учебник | М.: Юрайт, 2011 | |
| Л1.10 | О. П. Мамченко, Н. М. Оскорбин | Моделирование иерархических систем: учеб. для вузов | Изд-во АлтГУ, 2007 | elibrary.ru |
| 6.1.2. Дополнительная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л2.1 | Лаврентьев Г.В., Кравченко Г.В. | Рабочая тетрадь по курсу "Уравнения математической физики": [учеб. пособие] | Барнаул: Изд-во АлтГУ, 2008 | |
| Л2.2 | Кузиков С.С., Хворова Л.А. | Введение в численные методы: учеб. пособие | Барнаул: Изд-во АлтГУ, 2008 | |
| Л2.3 | Мельников В. П., Клейменов С. А., Петраков А. М., Клейменов С. А. | Информационная безопасность и защита информации: учеб. пособие для вузов | М.: Академия, 2009 | |
| Л2.4 | М. А. Чешкова | Дифференциальная геометрия: учеб. пособие | Изд-во АГУ, 1994 | elibrary.asu.ru |
| Л2.5 | Журавлева В.В. | Введение в системный анализ и исследование операций: учеб. пособие | Барнаул: Изд-во АлтГУ, 2010 | RU/НБ АлтГУ/BOOK/22.18/Ж 911-979506 |
| Л2.6 | Фаддеев М. А. | Элементарная обработка результатов эксперимента: учеб. пособие | СПб.: Лань, 2008 | |
| Л2.7 | Демидович Б. П., Моденов В. П. | Дифференциальные уравнения: учеб. пособие | СПБ.: Лань, 2021 | e.lanbook.com |
| Л2.8 | Люстерник Л. А., Соболев В. И. | Краткий курс функционального анализа: учеб. пособие | СПб.: Лань, 2009 | e.lanbook.com |
| Л2.9 | Н. М. Оскорбин, В. В. Журавлева ; АлтГУ | Математические модели и методы исследования систем управления (Ч. 1): учеб. пособие : [в 2 ч.] | Изд-во АлтГУ, 2012 | elibrary.asu.ru |
| Л2.10 | Демидович Б. П. | Лекции по математической теории устойчивости: учеб. пособие | СПб.: Лань, 2008 | |
| Л2.11 | Е. Н. Жидков | Вычислительная математика: учеб. пособие для вузов | Академия, 2010 | |
| Л2.12 | В. В. Журавлева | Введение в системный анализ и исследование операций: учеб. пособие | Изд-во АлтГУ, 2010 | |
| 6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" | ||||
| Название | Эл. адрес | |||
| Э1 | Математическое моделирование ЭУК в Мудл | portal.edu.asu.ru | ||
| 6.3. Перечень программного обеспечения | ||||
| Microsoft Office, Microsoft Windows, 7-Zip, AcrobatReader | ||||
| 6.4. Перечень информационных справочных систем | ||||
| Профессиональные базы данных: 1. Электронная база данных «Scopus» (http://www.scopus.com). 2. Электронная библиотечная система Алтайского государственного университета (http://elibrary.asu.ru/). 3. Научная электронная библиотека (http://elibrary.ru/). 4. Электронная база данных ZBMATH: https://zbmath.org/ | ||||
| Аудитория | Назначение | Оборудование |
|---|---|---|
| Учебная аудитория | для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик | Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска) |
| Учебная аудитория | для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик | Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска) |
| Помещение для самостоятельной работы | помещение для самостоятельной работы обучающихся | Компьютеры, ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ |
| В курсе «Методология и методы научных исследований в профессиональной деятельности" предусмотрено проведение лекционных и практических занятий, включая выполнение индивидуальных расчетных работ по проблемным вопросам курса, что способствует лучшему и углубленному освоению теоретического материала. Теоретические разделы курса представлены в методической литературе, в которой приведены задания на самостоятельную работу, разделы вопросов и описание практических занятий. В процессе выполнения расчетных работ студенты знакомятся с описанием каждого расчетного задания с примером его выполнения, с файлом задания на содержание расчетной работы, теоретическим материалом по отдельному методическому указанию и используемым программным средствам в среде MS Excel. 1. Для успешного освоения содержания дисциплины необходимо посещать лекции, принимать активное участие в работе на практических занятиях, а также выполнять задания, предлагаемые преподавателем для самостоятельного изучения. 2. Лекция. На лекционных занятиях необходимо конспектировать изучаемый материал. Для систематизации лекционного материала, который будет полезен при подготовке к итоговому контролю знаний, записывайте на каждой лекции тему, вопросы для изучения, рекомендуемую литературу. В каждом вопросе выделяйте главное, обязательно выделяйте ключевые моменты. Перед следующей лекцией обязательно прочитайте предыдущую, чтобы актуализировать знания и осознанно приступить к освоению нового содержания. 3. Семинарское (практическое) занятие – это форма работы, где студенты максимально активно участвуют в обсуждении темы. Темы практических занятий представлены в рабочей программе дисциплины. В процессе изучения темы анализируйте несколько источников. Используйте периодическую печать - специальные журналы. Полезным будет работа с электронными учебниками и учебными пособиями в Internet-библиотеках. Зарегистрируйтесь в них: университетская библиотека Онлайн (http://www.biblioclub.ru/) и электронно-библиотечная система «Лань» (http://e.lanbook.com/). Принимайте участие в дискуссиях при коллективной защите результатов выполнения практических работ, так как они развивают ваши навыки коммуникативного общения. При возникновении трудностей в процессе подготовки взаимодействуйте с преподавателем, консультируйтесь по самостоятельному изучению темы. 4. Самостоятельная работа. При изучении дисциплины не все вопросы рассматриваются на лекциях и семинарских занятиях, часть вопросов рекомендуется преподавателем для самостоятельного изучения. Поиск ответов на вопросы и выполнение заданий для самостоятельной работы позволит вам расширить и углубить свои знания по курсу, применить теоретические знания в решении задач практического содержания, закрепить изученное ранее. Эти задания следует выполнять постепенно, планомерно, следуя порядку изучения тем курса. При возникновении вопросов обратитесь к преподавателю в день консультаций на кафедру. Выполнив их, проанализируйте качество их выполнения. Это поможет вам развивать умения самоконтроля и оценочные компетенции. 5. Итоговый контроль. Перечень основных и дополнительных вопросов к экзамену для Вашего профиля представлен в ЭУМК. В списке вопросов выделите те, которые были рассмотрены на лекции и на практиках. Обратитесь к своим записям, выделите существенное. Для более детального изучения изучите рекомендуемую литературу. Если в списке вопросов есть те, которые не рассматривались на лекции, на практических занятиях, изучите их самостоятельно. Если есть сомнения, задайте вопросы на консультации перед экзаменом. Продумайте свой ответ на экзамене, его логику. Помните, что ваш ответ украсит ссылка на источник литературы, иллюстрация практики применения теоретического знания, а также уверенность и наличие авторской аргументированной позиции как будущего субъекта профессиональной деятельности. |