Концепции современного естествознания

Кафедра теории управления и динамики систем

Специальность: Прикладная математика и информатика

Преподаватель: Болотов М.И. Коротков А.Г. Леванова Т.А. Савельев В.П.

Целью освоения дисциплины «Концепции современного естествознания» является формирование у студентов целостного взгляда на окружающий мир и возможность  изучения различных явлений и процессов с помощью построения и исследования математических моделей.

Известно, что уровень  развития естественнонаучных дисциплин во многом определяется тем, насколько глубоко проникли в них математические методы изучения явлений и процессов.

Дисциплина  «Концепции современного естествознания» знакомит студентов с разнообразными математическими моделями механических, электрических, химических, биологических, экологических и других систем и процессов. Она призвана  сформировать у студентов естественнонаучное понимание мира, процессов, происходящих в нем, и методов их изучения с помощью математического моделирования.

Целями освоения дисциплины  «Концепции современного естествознания» являются:

• заполнение имеющегося пробела между законами естествознания (физики, химии, биологии, экологии) и их математическими описаниями, с одной стороны, и абстрактными математическими курсами (математический анализ, геометрия и алгебра, дискретная математика, дифференциальные уравнения),  где излагается теория решений строго поставленных математических задач,  и фактически не остается места для основных математических моделей реальных процессов и явлений, с другой стороны;
• формирование (на конкретных разнообразных примерах) общих представлений о протекающих в природе, технике и обществе процессах и сопровождающих их явлениях,
• привитие умений и навыков построения, уточнения и исследования  математических моделей процессов различной природы, а также интерпретации  результатов  их исследования применительно к реальным объектам;

Преподавание дисциплины направлено на решение следующих задач обучения:

• освоение концепции динамической системы как универсального метода
• моделирования реальных процессов самой разнообразной (как детерминированной, так и вероятностной) природы;
• развитие навыков построения математических моделей в виде систем дифференциальных (как обыкновенных, так и в частных производных) и разностных уравнений;
• развитие навыков исследования математических моделей, используя методы качественной теории динамических систем (фазовое пространство, фазовый портрет, метод точечных отображений);
• освоение основных понятий и результатов, связанных с управляемой динамической системой (линейные системы автоматического управления, коэффициент передачи, обратная связь; нелинейные управляемые системы, область управляемости, оптимальное управление);
• освоение основных понятий и результатов, связанных с управляемым вероятностным (марковским) процессом (стратегия управления, оптимальная стратегия управления);
• развитие навыков построения математических моделей, связанных с оптимизацией, в форме задач математического программирования.

Дисциплина дает навыки построения и исследования математических моделей в разных предметных областях, гармонично используя и развивая уже приобретенные компетенции, а также формируя новые, что полностью соответствует основным целям и задачам подготовки студентов по направлению «Прикладная математика и информатика».

Целью освоения дисциплины «Концепции современного естествознания» является формирование у студентов целостного взгляда на окружающий мир и возможность  изучения различных явлений и процессов с помощью построения и исследования математических моделей.

Дисциплина «Концепции современного естествознания» направлена на формирование системного представления об основном комплексе концепций современного естествознания, дает обзор наиболее известных методов и законов современных естественных наук.