2. Структура и содержание дисциплины по модулям, разделам и темам

 

 

3. Технологии интерактивного обучения при разных формах занятий

(в часах)

Формы Методы	Лекции (час)	Практические/семинарские Занятия (час)	СРС (час)	Всего
Метод проектов	2	6	8	16
Итого интерактивных занятий(часов / % )	2	6	8	16/30%

 

4. Планы и УММ к практическим (семинарским) занятиям

Темы семинарских занятий:

1. Моделирование сложных систем, объектно-событийный подход.
2. Моделирование сложных систем, “динамический” подход Дж. Форрестера.
3. Интерактивные системы моделирования. Имитационные игры.
4. Простейшая демографическая модель.
5. Модель движения спутника.
6. Простейшая модель боевого взаимодействия. Уравнения Лан честера.
7. Многоотраслевая модель экономики Леонтьева.
8. Идентификация модели. Системы измерения и наблюдаемость модели относительно системы измерения.
9. Имитационные модели и системы. Имитационные эксперименты.
10. Инструментальные и предметно-ориентированные системы имитационного моделирования.
11. Место имитационного моделирования в ряду методов прикладной математики.

Инструкции к лабораторным работам представлены в прилагаемом к данной рабочей программе файле.

 

5. Материалы к текущему контролю успеваемости и промежуточной аттестации

 

Теоретические вопросы

1. Понятие «модель». Моделирование как метод познания. Натурные и абстрактные модели. Виды моделирования в естественных и технических науках. Компьютерная модель.
2. Абстрактные модели и их классификация. Вербальные модели. Информационные модели. Объекты и их связи.
3. Основные структуры в информационном моделировании. Примеры информационных моделей. Математические модели.
4. Имитационное моделирование.
5. Модели динамических систем. Инструментальные программные средства для моделирования динамических систем. Модель популяции.
6. Различные подходы к классификации математических моделей. Модели с сосредоточенными и распределенными параметрами.
7. Дескриптивные, оптимизационные, многокритериальные, игровые модели. Системный подход в научных исследованиях
8. Численный эксперимент. Его взаимосвязи с натурным экспериментом и теорией. Достоверность численной модели. Анализ и интерпретация модели.
9. Моделирование стохастических систем. Метод статистических испытаний.
10. Моделирование последовательностей независимых и зависимых случайных испытаний. Общий алгоритм моделирования дискретной случайной величины (ДСВ).
11. Геометрическое моделирование и компьютерная графика.
12. Моделирование систем массового обслуживания. Переход детерминированных систем к хаотическому поведению.
13. Примеры математических моделей в химии, биологии, экологии, экономике.
14. Учебные компьютерные модели. Программные средства для моделирования предметно-коммуникативных сред (предметной области).
15. Специфика использования компьютерного моделирования в педагогических программных средствах.

Практические задания

1. Создайте интерактивную динамическую модель внутривидовой конкуренции одного вида бактерий.
2. Создайте интерактивную динамическую модель межвидовой конкуренции двух видов бактерий.
3. Создайте интерактивную динамическую модель биологической системы «хищник-жертва».
4. Создайте интерактивную динамическую модель Солнечной системы.
5. Создайте интерактивную демонстрационную модель движения броуновской частицы.
6. Методом Монте-Карло определите площадь, заключенную между графиком функции   и окружностью с центром в точке (3; 3) и радиусом R=3.
7. Определите, с каким углом сектор требуется вырезать из круглого листа жести для получения пожарного ведра конической формы с максимальным объемом.
8. Разработайте модель идеального газа.
9. Разработайте программу, моделирующую электростатическое поле системы зарядов.
10. Разработайте программу, моделирующую колебания пружинного маятника.
11. Распадаясь, первый радиоактивный элемент с небольшим периодом полураспада Т1 образует второй, но тоже радиоактивный элемент с периодом полураспада Т2. Начальное количество первого элемента известно. Определите, в какой момент времени масса первого радиоактивного будет максимальной.
12. Определите длину траектории тела, брошенного с некоторой начальной скоростью, составляющей с горизонтом угол α.
13. Напишите программу, генерирующую случайное число по закону нормального распределения плотности вероятности.
14. Создайте интерактивную демонстрационную модель движения заряженной частицы в поле плоского конденсатора.
15. Создайте анимационный ролик, демонстрирующий движение тела, брошенного под углом к горизонту.
16. Организуйте поворот произвольно построенного треугольника на произвольный угол относительно указанной пользователем точки. (Треугольник строится случайным образом.)
17. По четырем случайно выбранным точкам постройте четырехугольник. Используя В-сплайн интерполяцию, постройте замкнутую кривую, сглаживающую данный четырехугольник.
18. Постройте правильный N-угольник и организуйте его сдвиг и масштабирование относительно указанной точки.

 

 

6. Методические рекомендации для студентов по освоению дисциплины

1. Студенты изучают материал лекций. Они должны знать термины и положения, уметь самостоятельно решать прикладные задачи пользователя операционной системы, сети, Интернет, изучить литературу, рекомендованную в плане семинарских занятий.
2. На лабораторных занятиях студенты работают с компьютером под руководством преподавателя. После выполнения лабораторного практикума у каждого студента должны быть сформированы умения, связанные с решением прикладных задач пользователя по установке, администрированию, обеспечению безопасности операционных систем Windows и Linux. Кроме того, лабораторные работы призваны помочь студенту овладеть способами создания информационных и интерактивных интернет ресурсов, навыками обмена информацией с использованием различных интернет сервисов, способами использования мультимедиа-оболочек и технологий, создания мультимедиа-приложений. Для успешного овладения студенту требуется самостоятельно изучать теоретические вопросы, предлагаемые в соответствующей лабораторной работе.
3. Используются электронные версии лекционного курса и практических заданий лабораторного практикума.

 

7. Рейтинг-план оценки успеваемости студентов

 

Дисциплина/преподаватель/семестры	Объем аудиторной работы				Виды текущей аттестационной аудиторной и внеаудиторной работы	Максимальное (норматив) количество баллов	Поощрение	Штрафы	Итоговая форма отчета (мин. балл)
	лк	сем	лаб	КСР
Компьютерное моделирование / Трефилова А.Ю. /4 семестр	14	16	14	10	1. Контроль посещаемости лекций2. Контроль посещаемости семинарских занятий   3. Работа на семинарских занятиях   4. Выполнение лабораторных работ   Контрольные мероприятия 1. балл за контрольную работу 2. баллы за подготовку проектов 3.За подготовку реферата Компенсационные мероприятия 1.Дополнительная задача по моделированию	14  16     40     35         5   5   5     5 за 1 задачу	+ 1 балл за до-полнения;+ 3 балла за подготовку дополнительного дидактического материала	– 1 балл за не-посещение акад. часа- 3 балла за неготовность или отсутствие на семин. занятии- 3 балла за невыполнение в установленные  сроки	Зачет
ИТОГО						120 (без компенсации)			84 (70%)

 

8. Список основной и дополнительной литературы по дисциплине

Рекомендуемая основная литература

1. Булавин, Л. А. Компьютерное моделирование физических систем [Текст] : учеб. пособие /Л. А. Булавин, Н. В. Выгорницкий, Н. И. Лебовка .- Долгопрудный : Интеллект, 2011.- 352 с. (8 экз.)
2. Имитационное моделирование: Учебное пособие / Н.Б. Кобелев, В.А. Половников, В.В. Девятков. – М.: КУРС: НИЦ Инфра-М, 2013. – 368 с.: 70×100 1/16. (переплет) ISBN 978-5-905554-17-9, 1000 экз. – Режим доступа: http://www.znanium.com/

1. Имитационное моделирование экономических процессов: Учебное пособие / Н.Н. Лычкина. – М.: ИНФРА-М, 2012. – 254 с.: 60×90 1/16. – (Высшее образование). (переплет) ISBN 978-5-16-004675-4, 500 экз. – Режим доступа: http://www.znanium.com/
2. Лукасевич, И. Я. Компьютерное моделирование банковского менеджмента [Электронный ресурс] / И. Я. Лукасевич // Труды межвузовской научно-практической конференции “Развитие рыночных отношений в России”. – М.: Экономическое образование, 1995. – с. 155 – 157. – Режим доступа: http://www.znanium.com/
3. Королёв, А. Л. Компьютерное моделирование. Лабораторный практикум [Электронный ресурс] / А. Л. Королёв. – М. : БИНОМ. Лабораторияз наний, 2012. – 296 с. : ил. – (Педагогическое образование). – ISBN 978-5-9963-0270-3. – Режим доступа: http://www.znanium.com/
4. Моделирование информационных ресурсов: теория и решение задач: учебное пособие / Г.Н. Исаев. – М.: Альфа-М: ИНФРА-М, 2010. – 224 с.: ил.; 60×90 1/16. (переплет) ISBN 978-5-98281-211-7, 1000 экз. – Режим доступа: http://www.znanium.com/
5. Моделирование эколого-экономических систем: Учебное пособие / М.С. Красс. – 2-e изд. – М.: НИЦ ИНФРА-М, 2013. – 272 с.: 60×90 1/16. – (Высшее образование: Магистратура). ISBN 978-5-16-006597-7, 500 экз. – Режим доступа: http://www.znanium.com/

 

Рекомендуемая дополнительная литература

1. Компьютерное моделирование. Экономика [Текст] /под ред. С. В. Жака; Г. А. Угольницкого .- М. : Вузовская книга, 2000.- 100 с. (1 экз.)
2. Данилов, О. Е. Компьютерное моделирование колебательного движения [Текст] : численные методы решения физ. задач: учеб.-метод. пособие /О. Е. Данилов, А. Ю. Трефилова .- Глазов : ГГПИ, 2012.- 35 с. (1 экз.)
3. Основы информатизации и математического моделирования экологических систем: Учебное пособие / В.П. Мешалкин, О.Б. Бутусов, А.Г. Гнаук. – М.: ИНФРА-М, 2010. – 357 с.: 60×88 1/16. – (Высшее образование). (обложка) ISBN 978-5-16-003818-6, 300 экз. – Режим доступа: http://www.znanium.com/

1. Экономико-математическое моделирование: Практическое пособие по решению задач / И.В. Орлова. – 2-e изд., испр. и доп. – М.: Вузовский учебник: НИЦ Инфра-М, 2012. – 140 с.: 60×88 1/16. (обложка) ISBN 978-5-9558-0107-0, 2800 экз. – Режим доступа: http://www.znanium.com/

 

9. Перечень ресурсов сети «Интернет», необходимых для освоения дисциплины

 

1. Компьютерное моделирование. / Дистанционное образование ГГПИ: http://moodle.ggpi.org/course/view.php?id=60.
2. Трефилова А.Ю. Компьютерное моделирование / Академия успешного учителя. – авторский блог преподавателя. Рубрика «Компьютерная графика и моделирование»: http://infostarting.ru/category/kompyuternaya-grafika-i-modelirovanie/.

Скачать документ Рабочая программа по курсу “Компьютерное моделирование” педпрофиль