Моделирование случайных процессов как средство формирования готовности применения математических знаний при изучении дисциплин технологического профиля




Скачать 50.72 Kb.
НазваниеМоделирование случайных процессов как средство формирования готовности применения математических знаний при изучении дисциплин технологического профиля
Дата10.01.2013
Размер50.72 Kb.
ТипДокументы
В.Д. СЕЛЮТИН, Л.Н. МАМАДАЛИЕВА


МОДЕЛИРОВАНИЕ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ КАК СРЕДСТВО ФОРМИРОВАНИЯ ГОТОВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

МАТЕМАТИЧЕСКИХ ЗНАНИЙ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ДИСЦИПЛИН

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ


Условия производства XXI века требуют, чтобы выпускник технологического вуза имел необходимые представления о роли вероятностно–статистических методов, владел приемами исследования реальных стохастических процессов, имеющих место в промышленности и сельском хозяйстве. Поэтому важным элементом в профессиональной подготовке студентов технологического профиля является умение проводить анализ реального случайного процесса: определять воздействие на входе системы для получения заданного результата на выходе, а также определять выход по заданному входному воздействию, что сводится к составлению математической модели случайного процесса.

Потребности общества в квалифицированных инженерах-технологах определяют цели обучения студентов-технологов моделированию случайных процессов, которые можно сформулировать так:

1) формирование представлений об использовании идей и методов математики в организации современных технологических процессов инженерами высокой квалификации;

2) овладение конкретными математическими знаниями, необходимыми для моделирования производственных случайных процессов.

Достижение поставленных целей будет способствовать осознанию студентами роли математических знаний для развития профессионально значимых качеств инженера-технолога, выработке умений выбирать соответствующий метод моделирования случайного процесса при разработке технологии производства продукции с наперед заданными свойствами и находить наиболее рациональный способ решения поставленной задачи; сравнивать различные способы решения одной и той же задачи и анализировать полученные результаты.

Результаты проведенных научных исследований (Г.С. Евдокимова, И.В. Корогодина, И.Б. Ларина, Э.А. Мирошниченко, С.А.Мурашко, Н.В. Панина, С.А. Самсонова, В.Д. Селютин и др.) охватывают данную проблему в целом, тогда как в содержании обучения они конкретизируются лишь до рассмотрения случайных величин, зависящих от времени или других параметров. Вследствие этого в учебных пособиях по теории вероятностей и математической статистике изложение раздела «Случайные функции» остается далеким от прикладной направленности. Однако уже при изучении специальных дисциплин студенты сталкиваются с необходимостью рассматривать математические модели технологических случайных процессов, тогда как в курсе математики получили о них в лучшем случае поверхностные представления, а с методами построения таких моделей не знакомились вовсе. В условиях сокращения времени, отводимого на изучение математики, традиционная методика преподавания теории случайных процессов себя исчерпала. Возможности активизации внутренних резервов обучения данному разделу следует искать в придании ему прикладной направленности, обеспечивающей освоение методов математического моделирования реальных случайных процессов современной производственной деятельности.

Нами разработано альтернативное содержание обучения математическому моделированию случайных процессов, которое базируется на использовании эмпирических прототипов ее базовых понятий. Предлагаемая очередность изучения вероятностных понятий теории случайных процессов в сочетании с использованием математического моделирования технологических случайных процессов основана на принципах систематичности и последовательности в обучении в соответствии с правилом «от простого к сложному».

В ходе исследования выявлены неиспользуемые в системе традиционного обучения математике возможности: предварительное изучение эмпирических прототипов случайных процессов – рядов динамики и решение приводящих к теоретическим понятиям практических задач. Исследование реальных жизненных ситуаций позволяет собирать статистические сведения, а их простейшая математическая обработка помогает накапливать представления, необходимые для усвоения понятий и методов этой теории. Таким образом, предварительное изучение рядов динамики, которые являются прообразами случайных процессов с дискретным временем, способствует формированию у студентов первоначальных статистических представлений о случайных функциях и позволяет получить первичные навыки математического моделирования технологических случайных процессов.

Под математическим моделированием случайного процесса подразумевается создание его отображения в виде математических объектов (графиков, стохастических матриц, функций, уравнений) для упрощения его исследования, получения о нем новых знаний, анализа и оценки возможностей принятия производственных решений.

Для будущих технологов различных направлений нами разработаны специальные задачи, имитирующие реальные производственные ситуации. Поэтапно моделируя случайный технологический процесс, студенты переводят условия задачи на математический язык. Они определяют, к какому виду случайных процессов относится исследуемый технологический процесс, какие теоретические понятия и их свойства необходимо использовать, чтобы прийти к ответу на вопрос задачи. Затем они исследуют закономерности процесса в математической форме: составляют алгоритм перехода от условия задачи к ее цели и, действуя по алгоритму, находят требуемые неизвестные параметры случайного процесса. Далее студенты переводят результаты решения с математического языка в термины производственной ситуации и в зависимости от полученных результатов исследования принимают управленческое решение. Таким образом, в поэтапном решении прикладных задач, ориентированных на будущую профессиональную деятельность, у студентов формируются навыки математического моделирования случайных процессов.

Разработанная нами методика содержит следующие требования:

  • связь содержания обучения с современными научно-техническими достижениями (обучение студентов технологических вузов математическому моделированию случайных процессов связано с современным содержанием и методами науки, а также с современным производством);

  • согласованность содержания обучения моделированию случайных процессов с уровнем полученных ранее математических знаний (изучение новых стохастических понятий опирается на известные математические факты, т.е. отвечает принципу преемственности научных знаний);

  • связь стохастических знаний с общетеоретическими и общепрофессиональными дисциплинами (математический аппарат теории случайных функций находит свое применение в технических и технологических дисциплинах – физике, химии, теоретической механике, экологии, технологических процессах производства продукции);

  • учет потребностей производства в квалифицированных инженерных кадрах (методика ориентирована на профессиональную подготовку студентов технологического профиля к выполнению ими организационно-технологической, производственно-управленческой, эксплуатационной деятельности).

Подводя итог, отметим следующее: результаты проведенного нами исследования подтверждают предположение о том, что обучение студентов технологических вузов методам математического моделирования случайных процессов, включающее:

  • последовательное изучение важных для освоения технологических процессов характеристик и свойств случайных функций, опирающееся на рассмотрение реальных объектов познания;

  • построение математических моделей технологических случайных процессов для формирования важных с профессиональной точки зрения навыков моделирования;

  • решение специально разработанных задач прикладного характера из будущей профессиональной деятельности студентов технологического профиля будет способствовать повышению качества знаний по теории случайных процессов, и обеспечивать готовность применения их при изучении специальных дисциплин технологического профиля.

Похожие:

Моделирование случайных процессов как средство формирования готовности применения математических знаний при изучении дисциплин технологического профиля iconРабочая программа дисциплины сд. Ф. 01 Теория случайных процессов Закреплена за кафедрой: математики. Учебный план специальности подготовки дипломированных специалистов 230401(073000) «Прикладная математика (ПМ)»
Целью изучения дисциплины является формирование у студентов базовых знаний по теории случайных процессов, позволяющих использовать...
Моделирование случайных процессов как средство формирования готовности применения математических знаний при изучении дисциплин технологического профиля iconРабочая программа учебной дисциплины статистические методы в геологии Специальность: 130101 «прикладная геология»
При изучении дисциплины студент закрепляет знания и навыки, полученные при изучении математических и общепрофессиональных дисциплин...
Моделирование случайных процессов как средство формирования готовности применения математических знаний при изучении дисциплин технологического профиля iconПрограмма учебной дисциплины «Программные продукты в математическом моделировании»
Знания, полученные при изучении курса, будут использованы студентом при изучении дисциплин «Механика сплошной среды», «Математические...
Моделирование случайных процессов как средство формирования готовности применения математических знаний при изучении дисциплин технологического профиля icon1. Моделирование случайных процессов
Дискретные модели линейных стационарных систем и стационарных случайных процессов 32
Моделирование случайных процессов как средство формирования готовности применения математических знаний при изучении дисциплин технологического профиля iconМеждисциплинарная интеграция как средство формирования профессиональной готовности будущего биолога

Моделирование случайных процессов как средство формирования готовности применения математических знаний при изучении дисциплин технологического профиля iconЭтнология и социальная антропология
Уровне знаний студентов. Она является предшествующей для многих дисциплин, связанных с историческими дисциплинами, которые в дальнейшем...
Моделирование случайных процессов как средство формирования готовности применения математических знаний при изучении дисциплин технологического профиля iconК оценке вероятностных характеристик случайных процессов
Как известно, с помощью характеристической функции проще находить моменты распределений, используя которые можно определить интересующие...
Моделирование случайных процессов как средство формирования готовности применения математических знаний при изучении дисциплин технологического профиля iconТехнология интенсификации обучения на основе схемных и знаковых моделей учебного материала В. Ф. Шаталова как средство повышения качества знаний и формирования мотивации достижения успеха в классах индустриально-технологического профиля Условия возникновения опыта
Технология интенсификации обучения на основе схемных и знаковых моделей учебного материала В. Ф. Шаталова
Моделирование случайных процессов как средство формирования готовности применения математических знаний при изучении дисциплин технологического профиля iconМоделирование как средство формирования умения у младших школьников решать задачи на движение
В школе работа по применению моделирования при обучении решению задач на движение организуется не так, как хотелось бы
Моделирование случайных процессов как средство формирования готовности применения математических знаний при изучении дисциплин технологического профиля iconТеория случайных процессов
Случайные элементы и их распределения. Случайный процесс как семейство случайных элементов и как одно измеримое отображение
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница