IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Компьютеризация современного мира диктует нам свои условия. Одно из них – это плавный переход от проведения натурных экспериментов к проведению компьютерного моделирования изучаемого процесса. Компьютерное моделирование разнообразных физических процессов (от сгибания гвоздя до ядерного взрыва и репликации ДНК) позволяет уменьшить количество натурных экспериментов, которые для сложных процессов зачастую бывают дорогостоящими, а для некоторых процессов и вовсе невоспроизводимыми (например, моделирование рождения звезд).

В связи с востребованностью применения компьютерного моделирования на промышленных предприятиях, в различных отраслях производства и науки появилась насущная необходимость в изучении основ компьютерного моделирования в высших учебных заведениях.

Однако моделирование до недавнего времени не изучалось в вузах, и не существует устоявшегося порядка преподавания его студентам. Поэтому, пока преподавание компьютерного моделирования не войдет в список привычных и знакомых предметов в вузах, каждый педагог вынужден изобретать собственные методические приемы.

Проектирование курса по компьютерному моделированию должно проводиться так, чтобы у студентов сложилось целостное представление:

• о математическом аппарате, применяемом пакетом моделирования для решения задач;

• об идеологии построения проекта в изучаемом программном комплексе;

• о проверке и верификации полученных результатов.

Важными целями при изучении моделирования должно стать развитие у студентов:

• самостоятельности в мышлении и способности к дальнейшей самостоятельной работе в программном пакете;

• готовности к применению полученных знаний и навыков в будущей профессиональной деятельности.

Изучение компьютерного моделирования требует, чтобы у студента были начальные знания, благодаря которым он будет лучше понимать новый предмет.

В этот блок обязательно должны входить:

1. Курс высшей математики. Без данного курса будет невозможно объяснить студентам устройство внутреннего математического аппарата, заложенного в программный продукт. Например нюансы, связанные с накапливанием погрешности (которое неизбежно возникает при численном моделировании и которое нужно учитывать и верно интерпретировать).

2. Курс физики. Так как моделируются конкретные физические явления, то должно быть углубленное понимание того, какие именно физические процессы происходят в исследуемом процессе. При построении проекта требуется учитывать одни процессы, но можно пренебрегать другими. Это позволяет, во-первых, добиться результатов, соответствующих реальности, а во-вторых, не делать расчет избыточным (это важно, так как серьезные расчеты длятся сутками, а избыточность неизбежно приводит к увеличению расчетного времени).

3. Курс материаловедения. В виду того, что при моделировании материал представляется как ряд нескольких свойств (например, функции плотности и теплопроводности от температуры), то от студента требуется комбинированное знание материаловедения и физики, чтобы верно определять, какое именно свойство материала в данной задачи значимо, и как этот материал будет вести себя при данных условиях.

4. Курс по основной инженерной специальности. Этот курс необходим, так как, например, при моделировании сварки невозможно обойтись без понимания теории сварочных процессов.

Из перечисленного видно, что эффективное преподавание компьютерного моделирования на инженерных специальностях технических вузов требует серьезной учебно-методической проработки. Такой продуманный подход дает студентам обширную базовую теоретическую подготовку и обеспечивает эффективное практическое применение современных технологий.

Литература:

1. Особенности методических и психолого-педагогических аспектов в преподавании математики на гуманитарных специальностях в технических вузах / А.Д. Иванова // Теоретико-методологические проблемы естественнонаучных методов в гуманитарных науках: Материалы международной научно-практической конференции. – Уфа: Изд-во «АЕТЕРНА», 2014. 472-481 с.

Код для цитирования: Скопировать