Подготовка при обучении физике в вузе будущих инженеров к применению математического моделирования в профессиональной деятельности

• Автор: Арюкова, Ольга Александровна
• Шифр специальности: 13.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Саранск
• Количество страниц: 213 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Состояние проблемы подготовки при обучении физике в вузе будущих инженеров к применению математического моделирования в профессиональной деятельности
1.1. Современные требования к подготовке инженерных кадров
1.2. Содержание курса физики для инженерных специальностей
1.3. Констатирующий эксперимент
1.4. Анализ исследований по проблемам использования математического моделирования при обучении физике в технических вузах
Глава 2. Теоретические основы методики подготовки будущих инженеров к применению математического моделирования в
профессиональной деятельности при обучении физике в вузе
2.1. Понятие и классификация математического моделирования
2.2. Математический аппарат, применяемый в техническом вузе при обучении физике
2.3. Методика подготовки будущих инженеров к применению математического моделирования в профессиональной деятельности при обучении физике в вузе
Глава 3. Методика подготовки при обучении физике в вузе будущих инженеров к применению математического моделирования в
профессиональной деятельности
3.1. Методика применения математического моделирования на
практических занятиях по физике
3.2. Лабораторный практикум по физике в техническом вузе с применением математического моделирования
3.3. Курсовые и научно-исследовательские работы по физике в техническом вузе с применением математического моделирования
Глава 4. Педагогический эксперимент
4.1. Организация и методика проведения педагогического эксперимента
4.2. Поисковый эксперимент
4.3. Обучающий педагогический эксперимент
Заключение
Библиографический список
Приложения

Введение
Современное производство испытывает потребность в высококомпетентных специалистах в области автоматики, энергетики, машиностроения, строительства и др. и предъявляет сегодня высокие требования к подготовке специалиста - выпускника технического вуза. Основной задачей высшей технической школы является формирование у выпускников системы необходимых знаний и умений, а также развитие способности применять эти знания в профессиональной деятельности. И поскольку знания специалистов технического профиля базируются на естествознании, роль курса физики в плане развития и становления будущего инженера высока. Одним из направлений профессиональной деятельности выпускника технического вуза является математическое моделирование физических процессов, лежащих в основе технологий и технологических процессов. Это один из основных методологических подходов, предназначенный для изучения реальных процессов. Математическое моделирование позволяет исследовать свойства и поведение объекта или характер процесса в различных ситуациях инженерной деятельности. Следовательно, для эффективной подготовки студентов технических вузов необходимо формирование фундаментальных физических знаний и профессиональных умений при обучении физике с применением метода математического моделирования.
Однако анализ учебных планов и программ по дисциплинам математического и естественнонаучного циклов, стандартов для инженерных специальностей, проведенный констатирующий эксперимент показали, что студенты не обладают умением применять физические законы к объектам профессиональной деятельности. Многие студенты не осознают цели применения математического моделирования при обучении физике, для большинства из них применение математического моделирования не становится актуальным и необходимым в данный момент времени, и выпускники оказываются не готовыми к решению профессиональных задач инженера с применением мате-

Специальные компетенции:
а) общенаучные компетенции (ОНК):
- способность анализировать проблемы, процессы и явления в области физики, умение использовать на практике базовые знания и методы физических исследований (ОНК-1);
- способность приобретать новые знания в области физики, в том числе с использованием современных образовательных и информационных технологий (ОНК-2);
- владение основными теоретическими и экспериментальными методами физических исследований (ОНК-3);
- способность использовать знания естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОНК-4);
б) инструментальные компетенции (ИК):
- способность применять знания о физических объектах и явлениях на практике, в том числе выдвигать гипотезы, составлять математические модели, проводить анализ границ их применимости (ИК-1);
- способность строить математические модели производственных, технологических, исследовательских процессов (ИК-2);
- способность разрабатывать, анализировать и обосновывать адекватность математических моделей (ИК-3);
- способность планировать и проводить физические эксперименты адекватными экспериментальными методами, оценивать точность и погрешность измерений, анализировать физический смысл полученных результатов (ИК-4).
Следовательно, подготовить выпускника технических вузов к работе в современных условиях можно лишь на базе фундаментальной общенаучной подготовки с использованием математического моделирования при решении профессиональных задач. Это означает, что у него должны быть сформиро-