|
Д. СЕРІКБАЕВ атындағы ШЫҒЫС ҚАЗАҚСТАН МЕМЛЕКЕТТІК
ТЕХНИКАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
|
Ф1 И ШҚМТУ 701.01-II
|
Сапа менеджменті жүйесі
|
Модульдік жұмыс оқу бағдарламасы және силлабус
|
беттің
|
Қазақстан Республикасының Министерство
Білім және ғылым образования и науки
министрлігі Республики Казахстан
Д. Серікбаев атындағы ВКГТУ
ШҚМТУ им. Д. Серикбаева
|
БЕКІТЕМІН
|
АТжБ факультетінің деканы
|
__________ М. Қылышқанов
|
«_____» ____________2015 ж.
|
ФИЗИКАЛЫҚ ПРОЦЕСТЕРДІ МАТЕМАТИКАЛЫҚ ЖӘНЕ КОМПЬЮТЕРЛІК МОДЕЛДЕУ
Жұмыс модульдік оқу бағдарламасы және силлабус
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ И КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
Рабочая модульная учебная программа и силлабус
Мамандық: 5B070500 – Математикалық және компьютерлік моделдеу
Кредиттер саны: 3
Өскемен
Усть-Каменогорск
2015
Модулдік жұмыс оқу бағдарламасы және силлабус Жұмыс оқу жоспары, Элективтік пәндер каталогы, Типтік оқу бағдарламасы және Мамандықтың модулдік білім беру бағдарламасы негізінде «Ақпараттық жүйелер және компьютерлік моделдеу» кафедрасында әзірленді.
Ақпараттық технологиялар және бизнес факультетінің оқу-әдістемелік кеңесімен мақұлданды
Төраға Г. Уазырханова ___ ж. № _____________ хаттама
«Ақпараттық жүйелер және компьютерлік моделдеу» кафедрасының отырысында талқыланды
Кафедра меңгерушісі _______________________ Н. Денисова ___ ж. № _____________ хаттама Әзірлеген аға оқытушы С. Бельгинова Норма бақылаушы Т. Тютюнькова
1. ПӘННІҢ СИПАТТАМАСЫ, ОНЫҢ ОҚУ ҮДЕРІСІНДЕГІ ОРНЫ
-
Зерделенетін пәннің қысқаша мазмұны
«Физикалық процестерді математикалық және компьютерлік моделдеу» пәні жұмыс жоспарында міндетті пәндер циклына кіреді. Пән әдістемелік жоспар бойынша төмендегі аталып өтілген оқу курстары бойынша алынған білім негіздеріне сүйенеді: «Математикалық анализ II», «Алгебра», «Сандық әдістер». «Физикалық процестерді математикалық және компьютерлік моделдеу» курсынан алған білім негіздері дипломдық жоба жасау және болашақ мамандық бойынша жұмыс істеу дағдыларын қалыптастыру үшін қажет.
-
Пәнді зерделеу мақсаты мен міндеттері
Пәнді оқыту мақсаты модулдік білім беру бағдарламасының болашақ мамандарды дайындауға байланысты жалпы мақсаттарымен келісілген.
«Физикалық процестерді математикалық және компьютерлік моделдеу» пәнінің мақсаттары: физикалық процестерді математикалық моделдеудің және талдаудың негізгі түсініктері, ережелері және әдістері бойынша теориялық сұрақтарды зерделеу; физикалық процестердің математикалық моделдерінің алгоритмдерін әзірлеу, математикалық моделдер бойынша есептеулерді орындау дағдыларын қалыптастыру; нәтижелік шамалардың моделдің негізгі параметрлеріне тәуелділігін анықтау, олардың мүмкін болатын мәндерінің шекараларын анықтау әдістерін меңгерту.
«Физикалық процестерді математикалық және компьютерлік моделдеу» курсының міндеттері: модель және моделдеу түсініктерін, жүйелер мен олардың сипаттамасын оқып-үйрену; физикалық процестерді моделдеу үшін ұқсастық теориялары мен критерийлерін қолдана білу; математикалық модель параметрлерін өңдеу әдістерін талдай алу; берілгендердің ақпараттық қорын құру және моделдерді визуалдау әдістерін білу.
1.3 Пәнді зерделеу нәтижелері
Оқу нәтижелері тиісті білім беру деңгейінің Дублин дескрипторлары негізінде анықталады және құзіреттіліктер арқылы белгіленеді және негізгі бес басты оқу нәтижесі анықталады.
Білу және түсіну: физикалық процестердің математикалық моделдерін және олардың негізгі ұғымдары мен әдістерін; талдау және синтез негізінде математикалық жазбаны құрастыру әдістемесін.
Білім мен ұғымды қолдану: математикалық моделдеудің әдістерін физикалық процестердің моделін құруда қолдана алу.
Пайымдауды қалыптастыру: күрделі технологиялық және физикалық құбылыстарды талдау және синтездеу; математикалық моделдерді құру мен тиімділеу параметрлерін таба алу дағдыларын қалыптастыру.
Коммуникативтік қабілеттілік: ұжымдық жұмыс істеу дағдыларын игеру.
Оқыту дағдылары немесе сабаққа қабілеттілігі: мамандыққа байланысты білім негіздерін игере алу дағдыларын қалыптастыру.
1.4 Пререквизиттер
«Математикалық анализ II», «Алгебра», «Сандық әдістер».
1.5 Постреквизиттер
Дипломдық жұмыс.
2 ПӘННІҢ МАЗМҰНЫ
2.1 Тақырыптық жоспар
№
|
Тақырып атауы, оның мазмұны
|
Әдебиеттерге және басқа да деректерге сілтеме
|
Кредиттердің еңбек сиымды-лығы (сағ)
|
1
|
2
|
3
|
4
|
1
|
Модуль 1
|
|
Дәрістік сабақтар
|
1
|
Қуалау әдісі
|
1, 2, 7, 8, 10, 11
|
|
2
|
Бөлшек қадам әдісі
|
1, 2, 7, 8, 10, 11
|
|
3
|
Матрицалық қуалау әдісі
|
1, 2, 7, 8, 10, 11
|
|
4
|
Якоби, Зейдель, жоғарғы релакция әдісі
|
1, 2, 7, 8, 10, 11
|
|
5
|
Экологиялық есептерді математикалық моделдеу
|
1, 2, 7, 8, 10, 11
|
|
6
|
Ішкі ағыстарды моделдеу
|
|
|
7
|
Заводтағы химиялық процестерді математикалық моделдеу
|
|
|
8
|
Үш өлшемді Пуассон теңдеуі үшін Фурье әдісі
|
|
|
|
Жиыны
|
|
0,5
|
|
Зертханалық сабақтар
|
1
|
Пуассон теңдеуі үшін қуалау әдісі
|
3, 4, 5, 6, 9, 12, 13
|
|
2
|
Жылу өткізгіштік теңдеуі үшін қуалау әдісі
|
3, 4, 5, 6, 9, 12, 13
|
|
3
|
Бюргерс теңдеуі үшін қуалау әдісі
|
3, 4, 5, 6, 9, 12, 13
|
|
4
|
Екі өлшемдік жылу өткізгіштік теңдеуі үшін қарапайым итерация әдісі
|
3, 4, 5, 6, 9, 12, 13
|
|
5
|
Екі өлшемдік жылу өткізгіштік теңдеуі үшін бөлшек қадам әдісі
|
3, 4, 5, 6, 9, 12, 13
|
|
6
|
Екі өлшемді Пуассон теңдеуі үшін Якоби әдісі
|
|
|
|
Жиыны
|
|
1
|
Студенттердің оқытушы жетекшілігімен орындайтын өздік жұмыстары (СОӨЖ)
|
1
|
Еркін тербелістерді моделдеу.
|
3, 4, 5, 6, 9, 12, 13
|
|
2
|
Еріксіз тербелістерді моделдеу
|
3, 4, 5, 6, 9, 12, 13
|
|
3
|
Қыздырылған денелердің сууын моделдеу
|
3, 4, 5, 6, 9, 12, 13
|
|
4
|
Тәжірибелердеің нәтижелері бойынша суу коэффициентін бағалау
|
3, 4, 5, 6, 9, 12, 13
|
|
5
|
Гелиоцентрлік санақ жүйесінде айдың орбитасын тұрғызу
|
3, 4, 5, 6, 9, 12, 13
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
|
Студенттің өздік жұмысы
|
1
|
MatLab ортасында қарапайым графиктер тұрғызу.
|
3, 4, 5, 6, 9, 12, 13
|
|
2
|
Есептеу процестерін басқаруға арналған операторлар.
|
3, 4, 5, 6, 9, 12, 13
|
|
3
|
MatLab ортасында нәтижелерді графиктік түрде әрлеу.
|
3, 4, 5, 6, 9, 12, 13
|
|
4
|
Функцияларды құру.
|
3, 4, 5, 6, 9, 12, 13
|
|
|
1 модуль бойынша жиыны
|
|
1,5
|
|
Модуль 2
|
|
Дәрістік сабақтар
|
1
|
Мұхит моделі
|
1, 2, 7, 8, 10, 11
|
|
2
|
Ауа райын математикалық моделдеу
|
1, 2, 7, 8, 10, 11
|
|
3
|
Тропикалық циклондарды моделдеу
|
1, 2, 7, 8, 10, 11
|
|
4
|
Жақын космос моделі
|
1, 2, 7, 8, 10, 11
|
|
5
|
Алюминий электролизінің моделі
|
1, 2, 7, 8, 10, 11
|
|
6
|
Рейнольдс теңдеуі
|
|
|
7
|
Рейнольдтық кернеулер теңдеуі
|
|
|
|
Жиыны
|
|
0,5
|
|
Зертханалық сабақтар
|
1
|
Екі өлшемді Пуассон теңдеуі үшін Зейдель әдісі
|
3, 4, 5, 6, 9, 12, 13
|
|
2
|
Екі өлшемді Пуассон теңдеуі үшін жоғарғы релакция әдісі
|
3, 4, 5, 6, 9, 12, 13
|
|
3
|
Екі өлшемді Пуассон теңдеуі үшін қуалау әдісі
|
3, 4, 5, 6, 9, 12, 13
|
|
4
|
Екі өлшемді Бюргерс теңдеуі үшін бөлшек қадам әдісі
|
3, 4, 5, 6, 9, 12, 13
|
|
5
|
Үш өлшемді Пуассон теңдеуі үшін Фурье әдісі
|
3, 4, 5, 6, 9, 12, 13
|
|
6
|
Навье-Стокс теңдеуінің сандық шешімі
|
|
|
|
Жиыны
|
|
1
|
|
Студенттің оқытушы жетекшілігімен орындайтын өздік жұмысы (СОӨЖ)
|
1
|
Үйкеліс ескерілмеген және ескерілген жағдайдағы жердің гравитациялық өрісіндегі дене қозғалысы
|
3, 4, 5, 6, 9, 12, 13
|
|
2
|
Статикалық электр өрісін моделдеу
|
3, 4, 5, 6, 9, 12, 13
|
|
3
|
Электр зарядтарының электр өрісіндегі қозғалысын моделдеу
|
3, 4, 5, 6, 9, 12, 13
|
|
4
|
Толқындық құбылыстарды моделдеу
|
3, 4, 5, 6, 9, 12, 13
|
|
|
Студенттің өздік жұмысы
|
1
|
Мәтіндік құжатты дайындауды MatLab-та қолдану.
|
3, 4, 5, 6, 9, 12, 13
|
|
2
|
MatLab жүйесінің жаңа әдістерін құру
|
3, 4, 5, 6, 9, 12, 13
|
|
|
2 ші модуль бойынша жиыны
|
|
1,5
|
|
Пән бойынша жиыны
|
|
3
|
2.2 Студенттің өз бетімен орындауына арналған жұмыстарының тақырыптары. (СӨЖ)
Тақырып
|
Тапсырманың мақсаты мен мазмұны
|
Бақылау түрі
|
Тапсыру мерзі-мі (апта)
|
1
|
2
|
4
|
5
|
MatLab ғылыми калькулятор ретінде. Командалық терезе.
|
MatLab-та қарапайым есептеулер жүргізу дағдыларын қалыптастыру.
|
Зертханалық жұмысты қорғауға байланысты қосымша сұрақтар.
|
2
|
MatLab командалық терезесі. Сандарға амалдар қолдану.
|
MatLab-тың командалық тереземен танысу. Амалдар қолдану дағдыларын қалыптастыру.
|
Зертханалық жұмысты қорғауға байланысты қосымша сұрақтар.
|
3
|
MatLab-та векторлар мен матрицаларға қолданылатын операциялар.
|
MatLab-та векторлармен және матрицалармен жұмыс істеуге дағдылану.
|
Зертханалық жұмысты қорғауға байланысты қосымша сұрақтар.
|
4
|
MatLab ортасында программалау.
|
MatLab-та программалау практикалық дағдыларын қалыптастыру.
|
Жеке тапсырмалар, жұмысты қорғауға байланысты сұрақтар.
|
5
|
MatLab ортасындағы функциялар.
|
MatLab ортасында функциялар құру дағдыларын қалыптастыру.
|
Жеке тапсырмалар мен зертханалық жұмысты қорғауға байланысты қосымша сұрақтар.
|
6
|
М-файлдарды құру. Қарапайым файл-функцияларды құру.
|
MatLab ортасында М-файлдарды құрудың практикалық дағдыларын қалыптастыру.
|
Жеке тапсырмалар мен зертханалық жұмысты қорғауға байланысты қосымша сұрақтар.
|
7
|
Script-файлдарды құру.
|
MatLab ортасында Script-файлдарды құру дағдыларын қалыптастыру
|
Жеке тапсырмалар мен зертханалық жұмысты қорғауға байланысты қосымша сұрақтар.
|
8
|
MatLab жүйесінің интерфейсі.
|
MatLab ортасының интерфейсімен танысу
|
Жеке тапсырмалар мен зертханалық жұмысты қорғауға байланысты қосымша сұрақтар.
|
9
|
MatLab ортасының операциялық жүйемен байланыс командалары.
|
MatLab ортасының операциялық жүйемен байланыс командаларымен жұмыс
|
Жеке тапсырмалар мен зертханалық жұмысты қорғауға байланысты қосымша сұрақтар.
|
10
|
MatLab жүйесінің нысандарының негізгі кластары.
|
MatLab жүйесінің нысандарының негізгі кластарымен танысу.
|
Жеке тапсырмалар мен зертханалық жұмысты қорғауға байланысты қосымша сұрақтар.
|
11
|
Жаңа polynom класын құру мысалы.
|
Кластарды құрудың практикалық дағдыларын қалыптастыру
|
Жеке тапсырмалар мен зертханалық жұмысты қорғауға байланысты қосымша сұрақтар.
|
12
|
Мәтіндік құжатты дайындауды MatLab-та қолдану.
|
Мәтіндік құжатты дайындаудағы MatLab ортасының практикалық мүмкіндіктерімен танысу
|
Жеке тапсырмалар мен зертханалық жұмысты қорғауға байланысты қосымша сұрақтар.
|
13
|
MatLab жүйесінің жаңа әдістерін құру
|
MatLab жүйесінің жаңа әдістерін құру бойынша практикалық дағдыларын қалыптастыру
|
Жеке тапсырмалар мен зертханалық жұмысты қорғауға байланысты қосымша сұрақтар.
|
14
|
2.3 Пән бойынша тапсырмаларды орындау және тапсыру графигі
Бақылау түрі
|
Академиялық оқу мерзімі
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
13
|
14
|
15
|
Зертханалық жұмыстарды қорғау
|
|
100
|
100
|
100
|
100
|
100
|
|
|
100
|
100
|
100
|
100
|
100
|
|
|
Аралық бақылау
|
|
|
|
|
|
|
100
|
|
|
|
|
|
|
100
|
|
Барлығы
|
|
1
|
1
|
1
|
1
|
1
|
1
|
|
1
|
1
|
1
|
1
|
1
|
1
|
|
-
ҰСЫНЫЛАТЫН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
Негізгі әдебиеттер
Тихонов Н.А., Токмачев М.Г. Основы математического моделирования. Учебное пособие. - М.: Физический факультет МГУ, 2013. Склярова Е.А., Малютин В.М. Компьютерное моделирование физических явлений. Учебное пособие. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2012. Красов В.И., Кринберг И.А., Паперный В.Л. Компьютерные технологии в физике. Часть 1. Компьютерное моделирование физических процессов. Учебное пособие. - Иркутск: ИГУ, 2006. Галушкин Н.Е., Галушкин Д.Н., Язвинская Н.Н. Моделирование физических процессов в технических системах . ФГБОУ ВПО «ЮРГУЭС», 2012. Голо В.Л., Синицын Д.О. Компьютерное моделирование и визуализация задач механики и геометрии. Учебное пособие.– M.: Изд-во ЦПИ при механико-математическом ф-те МГУ, 2009 Васильев В.В., Симак Л.А., Рыбникова А.М. Математическое и компьютерное моделирование процессов и систем в среде MATLAB/SIMULINK. Учебное пособие, Киев - 2008. Попов В.А. Математические методы моделирования физических процессов. Учебно-практическое пособие /Алт. госуд. технич. ун-т им. И.И. Ползунова. Барнаул, 2011. Кузнецов Г.В. Лекции по курсу Математические методы моделирования физических процессов. Томск:, ГОУ ВПО Томский политехнический университет, 2009.
Қосымша әдебиеттер
Алексеев Г.В. Классические методы математической физики. Владивосток: Изд-во Дальневост. ун-та, 2005. Андрижиевский А.А., Трифонов А.Г. Моделирование и оптимизация тепломассообменных процессов. Мн.: БГТУ, 2005. Бозиев С.Н. MATLAB 2006 в примерах. РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, 2006.. Бордовский Г.А., Кондратьев А.С., Чоудери А.Д.Р. Физические основы математического моделирования. Учебное пособие. - М.: Изд. центр Академия, 2005. Волков В.Л. Моделирование процессов и систем. Учебное пособие. – Н. Новгород, 2005. Вороненко Б.А., Крысин А.Г. и др. Введение в математическое моделирование. Учеб.-метод. пособие / Б.А. Вороненко, А.Г. Крысин, В.В. Пеленко, О.А. Цуранов. – СПб.: НИУ ИТМО; ИХиБТ, 2014. Корчагин И.Ф. Аналитический синтез и анализ математических моделей. М.: Физматкнига, 2006. Муха В.С. Вычислительные методы и компьютерная алгебра. Учебно-методическое пособие. Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники, 2006 Паничев В.В., Соловьев Н.А. Компьютерное моделирование. Учебное пособие. Оренбург, ГОУ ОГУ, 2008,
4 БІЛІМДІ БАҒАЛАУ
4.1 Оқытушы талаптары
Сабақ кестесі бойынша студенттің дәрістік және зертханалық сабақтарға қатысуы міндетті болып табылады.
Студенттің сабаққа қатысуы сабақтың басында тексеріледі. Студент сабаққа кешіккен жағдайда басқаларға кедергі жасамай өз орнына отырып, сабақ аяқталғаннан кейін оқытушыға кешігу себебін түсіндіруі керек.
Аралық бақылауды екінші рет қайтара жазу қарастырылмайды.
Зертханалық жұмыстар бойынша тапсырмалар дер уақытында тапсырылуы керек. Жұмыстар белгіленген мерзімде өткізілмеген жағдайда студенттің балдар саны азайтылады.
Орташа рейтингілік балы Рор = (Р1 + Р2)/2 50% дан кем болған студент емтиханға жіберілмейді.
Сабақ кезінде ұялы телефонды қолдануға тиым салынады.
4.2 Бағалау критерийлері
Барлық тапсырмалар 100-балдық жүйемен бағаланады .
Ағымдық бақылау әр апта сайын жүргізіледі, оған мыналар кіреді: студенттің дәрістік және зертханалық сабақтарға қатысуы, жеке тапсырмаларды орындауы.
Аралық бақылау семестрдің 7-ші (немесе 8-ші) және 15-ші апталарында жүргізіледі. Рейтинг төменде көрсетілген бағалардан жинақталады:
Аттестациялық аралық
|
Вид контроля, удельный вес, %
|
Зертханалық жұмыстарды орындау және қорғау
|
ӨЖ тапсырмалары
|
Аралық тестілеу
|
Барлығы
|
Модуль 1 - рейтинг 1
|
70
|
20
|
10
|
100
|
Модуль 2 - рейтинг 2
|
70
|
20
|
10
|
100
|
Пән бойынша емтихан емтихандық сессия кезінде тестілеу түрінде өткізіледі.
Пән бойынша студенттің білімінің қорытындылық бағасы мына бөліктерден тұрады:
- 40% емтиханда алынған нәтиже;
- 60% ағымдық үлгерім нәтижесі.
Қорытындылық бағаны есептеу формуласы:
Мұндағы Р1, Р2 – сәйкесінше бірінші және екінші рейтингілік бағалардың цифрлық эквиваленті, Е – емтихандағы бағаның цифрлық эквиваленті.
Әріппен берілген қорытындылық баға және олардың цифрлық эквиваленттері:
Әріптік жүйедегі баға
|
Балдардың цифрлық эквиваленті
|
Пайыздық құрамы, %
|
Дәстүрлі жүйедегі баға
|
A
|
4,0
|
95-100
|
Өте жақсы
|
A-
|
3,67
|
90-94
|
B+
|
3,33
|
85-89
|
Жақсы
|
B
|
3,0
|
80-84
|
B-
|
2,67
|
75-79
|
C+
|
2,33
|
70-74
|
Қанағаттандырылған
|
C
|
2,0
|
65-69
|
C-
|
1,67
|
60-64
|
D+
|
1,33
|
55-59
|
D
|
1,0
|
50-54
|
F
|
0
|
0-49
|
Қанағаттандырылмаған
|
4.3 Аралық және қорытынды бағалауға арналған сұрақтар
-
Қуалау әдісі
-
Бөлшек қадам әдісі
-
Матрицалық қуалау әдісі
-
Якоби, Зейдель, жоғарғы релакция әдісі
-
Экологиялық есептерді математикалық моделдеу
-
Ішкі ағыстарды моделдеу
-
Заводтағы химиялық процестерді математикалық моделдеу
-
Үш өлшемді Пуассон теңдеуі үшін Фурье әдісі
-
Мұхит моделі
-
Ауа райын математикалық моделдеу
-
Тропикалық циклондарды моделдеу
-
Жақын космос моделі
-
Алюминий электролизінің моделі
-
Рейнольдс теңдеуі
-
Рейнольдтық кернеулер теңдеуі
5 НЕГІЗГІ ОҚУ НЫСАНДАРЫ ЖӘНЕ ӘДІСТЕРІ
Оқытуды ұйымдастырудың әдістері мен формалары
|
Дәрістер
|
Зертханалық жұмыстар
|
СОӨЖ, СӨЖ
|
Ақпараттық-коммуникативтік технологиялар
|
+
|
+
|
+
|
Командада жұмыс істеу
|
|
+
|
+
|
Case-study
|
+
|
|
|
Проблемалық және жобалық-бағдарланған оқыту технологиясы
|
|
+
|
+
|
Оқу-зерттеу қызметі технологиясы
|
+
|
+
|
+
|
Алдын-ала өздік жұмыс
|
+
|
+
|
+
|
Жобалық әдіс
|
|
+
|
+
|
Пән оқытушыларының ҒЗЖ элементтерін қолдануға негізделген зерттеу әдісі
|
|
+
|
+
|
-
КЕҢЕС БЕРУ УАҚЫТЫ
- оқытушының жұмыс кестесі бойынша
Достарыңызбен бөлісу: |
