Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Содержание и структура специальной математической подготовки инженеров и магистров в технологическом университете. Монография
.pdf
45
40
35
30
25
20
В %
15
10
КОЛИЧЕСТВО СТУДЕНТОВ
5
0
2 3 4 5
КОНТРОЛЬНАЯ ГРУППА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ГРУППА
ОЦЕНКА
Рис.16. Гистограмма итоговых результатов
контрольной и экспериментальной групп (в %)
Вычисляем:
D
.
)1;1(
nmF
иэксп
D
703209,0
323950,0
.
иконтр
17,2
≈==−−
При уровне значимости 0,05 найдено по таблице значение
F
=1,6, поэтому гипотеза
kp.
Н отвергается и принимается гипо-
0
теза 1Н .
Следовательно, при выбранном уровне значимости мы
приходим к выводу, что применяемая специальная математическая подготовка повышает качество математической подготовки
выпускника.
Специальная математическая подготовка была внедрена
в учебный процесс обучения студентов старших курсов дисциплинам «Дополнительные главы математики» и «Специальные
главы математики» Казанского государственного технологического университета.
131
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Развитие системы высшего образования в России, введение
многоуровневого образования в соответствии с Болонским процессом, анализ профессиональной деятельности выпускника
технологического университета определили постановку и исследование проблемы разработки содержания и структуры многопрофильной математической подготовки на старших курсах
обучения в технологическом университете (математическая
подготовка инженеров и магистров технологического направления). Поскольку такая подготовка по времени совпадает с изучением цикла специальных дисциплин, мы назвали ее специальной математической подготовкой. Необходимость проектирования содержания и дидактического процесса специальной математической подготовки обусловлена социальным заказом
на компетентных и конкурентоспособных выпускников технологического университета.
В связи с этим целью специальной математической подготовки является достижение сформированности математической
составляющей профессиональной компетентности инженеров и
магистров, которая включает:
формирование профессионально-прикладной математи-
–
ческой компетентности (ППМК) на 1–2 курсах;
– закрепления ППМК в общепрофессиональных дисциплинах (3–4 курсы);
– дополнительное овладение прикладными математиче-
скими методами в процессе специальной математической подготовки на уровне, достаточном для применения этих методов при
решении профессиональных задач и для дальнейшего саморазвития специалиста.
Проектирование специальной математической подготовки
инженеров и магистров на старших курсах осуществлено на ос-
132
нове следующих методологических подходов: личностнодеятельностного подхода, необходимого для организации эффективной деятельности по изучению дополнительных глав математики с переходом к самообучению; интегративного подхода, позволяющего осуществить синтез в целостную систему
прикладных математических методов, их применения в специальных дисциплинах, в профессиональной деятельности с опорой на межпредметные связи и компетентностного подхода, необходимого для формирования математической составляющей
профессиональной компетентности как способности инженера и
магистра применять прикладные математические методы к решению профессиональных задач.
Дидактическая модель специальной математической подготовки включает логико-методологический блок, содержащий
цель, методологические подходы и соответствующие им принципы индивидуализации, оптимального сочетания фундаментальности и профессиональной направленности, самостоятельности познания; информационный блок, включающий содержание специальной математической подготовки в форме дисциплин «Дополнительные главы математики» (для магистров) и
«Специальные главы математики» (для инженеров), учебнометодическое обеспечение; процессуальный блок, содержащий
интегративные формы организации дидактического процесса,
критерии сформированности математической составляющей
профессиональной компетентности, позволяющие перейти
к процессу самообразования.
Основой для формирования содержания являются знания и
умения, полученные в курсе высшей математики (основа профессионально-прикладной математической компетентности).
Содержание специальной математической подготовки на старших курсах технологического университета формируется на основе требований стандартов, анализа профессиональной деятельности и включает в себя дисциплины «Специальные главы
133
математики», преподаваемую студентам четвертого курса, и
«Дополнительные главы математики», которую изучают маги-
стры.
С точки зрения инвариантной и вариативной составляющих, в курсах «Специальные главы математики» и «Дополнительные главы математики» выделены общие разделы, предназначенные для всех технических специальностей, – инвариантная составляющая и специальные разделы, содержащие прикладные математические знания, рассматривающие конкретные
прикладные задачи и методики и обеспечивающие межпредметные связи, – вариативная составляющая.
Нами разработан учебно-методический комплекс дисциплины «Дополнительные главы математики»: рабочие программы
и календарно-тематические планы подготовки магистров; рабочая программа по дисциплине «Специальные главы математики» с учетом ГОС ВПО и потребностей специализаций, учебное
пособие и учебно-методические материалы.
Дидактический процесс специальной математической подготовки строится с использованием технологий развивающего
обучения, таких как: обучение в зоне ближайшего развития, индивидуализация и дифференциация обучения с применением
разработанных нами дидактических материалов, обеспечивающих переход к самообразовательной деятельности. Технологической схема дидактического процесса имеет вид: входной контроль (выявление пробелов, дифференциация) – лекции (вводная, лекция-практическое занятие, лекция-лабораторное занятие) – самостоятельная работа – лекция-семинар – контроль (рубежный, итоговый). На практических занятиях решаются профессионально-ориентированные практические задания. Самостоятельная работа включает в себя подготовку и выполнение
студентами рефератов, докладов.
Реализация дидактического процесса специальной математической подготовки должна иметь объективные критерии эф-
134
фективности, поэтому была введена рейтинговая системы оценки знаний, позволяющая осуществить мониторинг качества обучения.
На основе рейтинговой оценки знаний, учитывающей овладение математическими методами и сформированность математической составляющей профессиональной компетентности,
строятся критерии эффективности специальной математической
подготовки. Выделены четыре уровня сформированности математической составляющей профессиональной компетентности:
очень низкий; низкий; средний; высокий. С целью педагогического мониторинга периодически строились диагностические
карты групп.
Эффективность разработанной специальной математической подготовки была обоснована в ходе педагогического эксперимента и последующего анализа экспериментальной работы.
Результаты исследования оформлены по критериям эффективности в виде таблиц и гистограмм.
Специальная математическая подготовка была внедрена
в учебный процесс обучения студентов старших курсов дисциплинам «Дополнительные главы математики» и «Специальные
главы математики» Казанского государственного технологического университета.
135
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Рабочая программа по дисциплине
«Дополнительные главы математики» по направлению
240100 «Химическая технология и биотехнология»
для магистерской подготовки
136
ФЕ Д Е Р А Л Ь Н О Е А Г Е Н Т С Т В О П О О Б Р А З О В А Н И Ю
МИ Н И С ТЕ Р С Т В А О Б Р А З ОВ А Н И Я И Н А У К И Р О С С И Й С К ОЙ ФЕ Д Е Р А Ц И И
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Ка за нск ий го суд арс тв енн ый те хно ло гич ес к ий ун ив е рс ит ет»
Каф ед ра высшей математики
У Т В Е Р Ж Д А Ю
Проректор по УВМР
_______________ А.М. Кочнев
«____» ______________ 200__ г.
ДНМ. 05 – «ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ГЛАВЫ МАТЕМАТИКИ»
Р А Б О Ч А Я П Р О Г Р А М М А
исциплине ДНМ.05
по д
по направлению 240100 «Химическая технология и биотехнология»
для магистерских программ:
Форма обучения – очная
Инженерный химико-технологический институт
Факультет инженерный
Курс – 6
Семестр – 11
Лекции – 36 час(ов) Зачет – 11-й семестр
Практические (семинарские) занятия – 0 час(ов)
Лабораторные занятия – 0 час(ов)
Самостоятельная работа (СРС) – 54 час(ов)
Всего – 90 час(ов)
«Дополнительные главы математики»
240100-10.01 «Химическая технология высокомолекулярных соединений»
240100-27 «Химическая технология полимерных
композиций, порохов и твердых ракетных топлив»
240100-28 «Химия и технология биологически
активных веществ»
240100-37.01 «Технология энергонасыщенных
материалов и изделий»
240100-37.02 «Технология энергонасыщенных
материалов и изделий»
Казань, 2006
137
Рабочая программа составлена с учетом требований Государственного
образовательного стандарта высшего профессионального образования (2000 г. утверждения) по магистерским программам по направлению 240100 «Химическая технология и
биотехнология» на основании утвержденных учебных планов
Тип ов а я п ро гра мма по д и сц ипл ине отсутствует.
Разработчик программы
старший преподаватель кафедры ВМ ___________________ Н.Н. Газизова
«____» __________ 200___ г.
Рабочая программа ра с смо тр ена и о до бре на на за с ед ани и к аф е др ы ВМ,
протокол № ________ от « » ____________ 200__ г.
Зав. кафедрой профессор _______________________________ В.А. Жихарев
С О Г Л А С О В А Н О
Председатель методической комиссии инженерного химико-технологического
института
профессор _______________________________ В.Я.Базотов
«____»____________200___ г.
Директор УМЦ ,
Доцент _______________________________ Е.А. Харитонов
«____»____________200___ г.
138
ВВ ЕДЕ НИЕ
Дисциплина «Дополнительные главы математики» относится к циклу дисцип-
лин федерального компонента.
Данная дисциплина изучается на шестом курсе студентами-магистрами по направлению 240100 «Химическая технология и биотехнология».
Форма обучения студентов – очная.
В соответствии с учебным планом магистров по направлению 240100 дисцип-
лина изучается студентами в обязательном порядке. Код дисциплины по учебному
плану – ДНМ.05.
Изучение дисциплины «Дополнительные главы математики» предусмотрено
ГОС ВПО (2000 г. утверждения) по направлению 240100.
1 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ, ЕЕ МЕСТО В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ
1.1 Ц е ли пр е по дав ан и я дис цип ли н ы
1.1.1 Объект изучения дисциплины – методы математического описания на-
учных исследований, современные методы математической обработки результатов
экспериментов и наблюдений.
Предмет изучения – теория матриц, дифференциальные уравнения в частных
производных, методы их решения, уравнения математической физики, численные
методы, статистика многомерных случайных величин.
1.1.2 При организации учебного процесса по дисциплине устанавливаются сле-
дующие цели ее преподавания:
1) дать студентам дополнительные знания по теории матриц;
2) ознакомить студентов с общей классификацией дифференциальных урав-
нений в частных производных, научить студентов основным методам их решения;
3) ознакомить студентов с основами современных численных методов и
их применения к решению прикладных задач, в том числе к решению задач математической физики;
4) рассмотреть методы статистики многомерных случайных величин для
математической обработки результатов экспериментов и наблюдений.
1.1.3 В результате преподавания данной дисциплины могут быть решены сле-
дующие задачи:
1) получение студентами дополнительных знаний по теории матриц;
2) освоение студентами основных методов решения дифференциальных урав-
нений в частных производных;
3) освоение студентами основных современных численных методов, возмож-
ности их применения к конкретным прикладным задачам;
139
4) рассмотрение основ статистики многомерных случайных величин, использование методов дисперсионного и корреляционного анализа для математической
обработки результатов экспериментов и наблюдений.
1.2 Р е зу л ьт аты , д ос т иг а ем ые п ри об уч е ни и
1.2.1 Студент, изучивший дисциплину, должен знать по ГОС ВПО2000:
а) основы статистики многомерных случайных величин (многомерные случайные величины, элементы математической статистики, методы корреляционного,
дисперсионного, кластерного анализа) и их применение;
б) основы теории дифференциальных уравнений в частных производных первого порядка (определение, задача Коши, линейные однородные уравнения, квазилинейные уравнения первого порядка), дифференциальных уравнений в частных производных второго порядка (классификация линейных уравнений второго порядка, приведение линейных уравнений второго порядка к канонической форме, канонические
формы линейных уравнений с постоянными коэффициентами, краевые задачи: задачи
Коши, Дирихле, Неймана, метод Римана);
в) основы теории планирования эксперимента (роль эксперимента в развитии
науки и техники. Эффективность научных исследований. Задачи теории планирования эксперимента);
г) основы теории обратных задач(определения и методы решения).
Студент, изучивший дисциплину, дополнительно должен знать:
а) основные определения теории матриц (диагональная, единичная транспонированная, комплексно-сопряженная, самосопряженная (эрмитова) матрицы), сложение и умножение матриц, обратная матрица, определители и их свойства, собственные значения и собственные вектора и их свойства;
б) основы численных методов (интерполирование, решение систем линейных
алгебраических уравнений, численное интегрирование, приближенное интегрирование
дифференциальных уравнений, численное решение уравнений в частных производных,
численное решение интегральных уравнений.
1.2.2 Студент, изучивший дисциплину, должен уметь:
а) анализировать и решать дифференциальные уравнения в частных производных;
б) корректно формулировать постановку краевых задач и решать их с помощью теории уравнений математической физики или численных методов;
в) производить обработку статистической информации.
1.3 П ред ш ес тву ющи е д ис ц ип лин ы
В таблице 1 представлены темы предшествующих дисциплин, которые необходимо изучить студенту для успешного освоения материалов дисциплины
«Дополнительные главы математики».
140
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]