- •012500 «География», 012800 «Океанология» и 013600 «Геоэкология»
- •Содержание курса
- •Сетевое планирование. Элементы и правила построения сетевых графиков. Понятие о критическом пути сетевого графика. Временные параметры сетевых графиков. Заключение
- •Перечень контрольных вопросов и заданий для аудиторной и самостоятельной работы
- •Контрольные задания для самостоятельной работы
- •Распределение часов по темам и видам работ
- •Перечень вопросов к зачету (экзамену) по всему курсу
- •Учебно-методическое обеспечение курса
Министерство образования Российской Федерации
Федеральное агентство по высшему образованию
Российский государственный университет имении Иммануила Канта
Факультет географии и геоэкологии
Утверждаю
Декан факультета географии и геоэкологии
профессор _____________ В.В. Орленок
рабочая программа
учебной дисциплины
«Математические методы в географии»
цикла общих дисциплин для специальностей
012500 «География», 012800 «Океанология» и 013600 «Геоэкология»
(дневное и очно-заочное отделения)
Одобрено методическим советом факультета
Председатель учебно-методической комиссии
факультета географии и геоэкологии
профессор ________________ В.В. Орленок
Рабочая программа
утверждена на заседании кафедры географии океана
Протокол № ___ от _________2011 г.
Зав. кафедрой_________________ В.А. Гриценко
Калининград
2011
Программа дисциплины «Математические методы в географии» из цикла общих дисциплин составлена в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования второго поколения для подготовки специалистов по специальностям 012500 «География», 012800 «Океанология» и 013600 «Геоэкология».
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
В современном постиндустриальном обществе математика стала универсальным языком науки и сложных технических систем. С ее помощью моделируются, изучаются и прогнозируются сложные явления, происходящие в природе и обществе. Компьютерная математика, обладая значительным прикладным потенциалом, требует умения квалифицированной постановки задач, что выдвигает на первый план способность специалиста выделять структурно–логические связи в любой решаемой задаче и список важнейших переменных величин.
Программа дисциплины «Математические методы в географии» из цикла общих дисциплинсоставлена в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования второго поколения для подготовки специалистов по специальностям 012500 «География» и 013600 «Геоэкология».
Цель курса.Основной целью преподавания курса «Математические методы в географии» является освоение студентами основ использования компьютерной математики при обработке и интерпретации экспериментальных данных, а также формирование профессиональной готовности специалиста к использованию современных математических и компьютерных подходов к исследованию природных систем и объектов.
Задачи курса. В результате изучения курса студентыдолжны знать: общую постановку задачи математического моделирования; основные приемы хранения и обработки экспериментальных данных; постановку и решение задач интерполяции и аппроксимации для экспериментальных данных о природных системах и объектах; наиболее важные методы решений дифференциальных уравнений в контексте описания динамических процессов в окружающей среде; основные схемы алгоритмических вычислений; возможности компьютерной графики.
Студент должен познакомитьсяс основными подходами обработки и интерпретации экспериментальных данных, построению простейших моделей природных процессов и систем;уметьвыполнить типичные постановки исследовательских задач.Студенты должны получить опытформирования файлов экспериментальных данных; перехода от наблюденных к безразмерным величинам; решения задач линейной и квадратичной интерполяции; использования метода среднеквадратического приближения для вывода уравнения линейного тренда и других простейших эмпирических зависимостей; гармонического анализа временных рядов; использования дифференциальные уравнения как простейшие модели динамических процессов; моделирования переноса загрязнения на основе решения уравнения диффузии. Попутно в условиях решения учебно–исследовательских задач происходитосвоение навыков работы с пакетамиMathCad и Excelдля обработки и визуализации экспериментальных данных.
Содержание курсадостаточно традиционно и включает в себя элементы техники интерполяции и аппроксимации экспериментальных данных, дифференцирования и интегрирования табличных функций, основ использования гармонического анализа временных рядов, а также простейших методов численного решения обыкновенных дифференциальных уравнений. Традиционная постановка задач дополняется конкретными примерами постановки и общей схемы решения научно–исследовательских задач в области наук о Земле. При проведении лабораторных работ широко используются реальные экспериментальные данные из океанологии и морской метеорологии. Основным программным средством является пакетMathCadфирмыMathSoft.
Курс «Математические методы в географии» является одной из базовых учебных дисциплин естественно-научного блока Региональной компоненты государственного образовательного стандарта высшего образования. Курс изучается в течение 1 семестра в объёме 92часов аудиторных занятий и самостоятельной работы студента очного отделения. Очевидно, что часть вопросов остаётся для самостоятельной работы студентов. Формой контроля по предмету является «зачет». Учебно-методическое обеспечение учебной дисциплины включает: рекомендации по организации самостоятельной работы студентов; перечень тем рефератов и вопросов, выносимых на итоговую аттестацию; список литературы, рекомендуемой для изучения (основной и дополнительной).
Организационно-методический раздел
1. Цель курса. Основной целью преподавания курса «Математические методы в географии» является освоение студентами основ использования компьютерных математических технологий при обработке и интерпретации экспериментальных данных, а также формирование профессиональной готовности специалиста к использованию современных математических и компьютерных подходов к исследованию природных систем и объектов.
2. Задачи курса. В результате изучения курса студенты должны знать: общую постановку задачи математического моделирования; основные приемы хранения и обработки экспериментальных данных; постановку и решение задач интерполяции и аппроксимации для экспериментальных данных о природных системах и объектах; наиболее важные методы решений дифференциальных уравнений в контексте описания динамических процессов в окружающей среде; основные схемы алгоритмических вычислений; возможности компьютерной графики.
3. Место курса в профессиональной подготовке выпускника. В рамках курса «Математические методы в географии» продолжается математическая и физическая составляющие образования, начинается формирование готовности специалиста к постановке и решению типичных задач организации экспериментальных данных, основных приемов их обработки, а также моделированию природных систем или объектов.
Для успешного освоения материала спецкурса требуются знания разделов целого ряда дисциплин:
1). Математика (Переменные величины, функции одной и многих переменных, вектора, матрицы, прямые, кривые второго порядка, производная, интеграл, экстремум, дифференциальное уравнение, степенной ряд, ряд Фурье).
2). Информатика (Файл, основные команды при работе с файлами, алгоритмы вычисления суммы и произведения, условный оператор, клавиатура).
3). Физика (Основные законы механики, молекулярной физики, электричества и т.д.)
4). Методы географических исследований (Выделение переменных величин и анализ зависимостей между ними).
4. Требования к уровню усвоения. Студент должен познакомиться с основными подходами обработки и интерпретации экспериментальных данных, построению простейших моделей природных процессов и систем; уметь выполнить типичные постановки исследовательских задач. Студенты должны получить опыт формирования файлов экспериментальных данных; перехода от наблюденных к безразмерным величинам; решения задач линейной и квадратичной интерполяции; использования метода среднеквадратического приближения для вывода уравнения линейного тренда и других простейших эмпирических зависимостей; гармонического анализа временных рядов; использования дифференциальные уравнения как простейшие модели динамических процессов; моделирования переноса загрязнения на основе решения уравнения диффузии. Попутно в условиях решения учебно-исследовательских задач происходит освоение пакетов MathCad и Excel для обработки и визуализации экспериментальных данных.