Файл қосу

Физикалық құбылыстар мен процесстерді компьютерлік моделдеу



ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
СемЕЙ қаласының ШӘКӘРІМ атындағы МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ | |
|3 деңгейлі СМК құжаты          |ПОӘК                  |ПОӘК                    |
|                               |                      |042-18-38.31/02-2014    |
|                               |                      |                        |
|ПОӘК                           |                      |                        |
|Магистрантқа арналған  пәннің  |№ 1 басылым           |                        |
|бағдарламасы                   |25.06.2014 ж.         |                        |
|«Физикалық құбылыстар мен      |                      |                        |
|процесстерді компьютерлік      |                      |                        |
|моделдеу»                      |                      |                        |










                        ПӘННІҢ ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КЕШЕНІ

        «Физикалық құбылыстар мен процесстерді компьютерлік моделдеу»
                     6М011000 – «Физика» мамандығы үшін

                 МАГИСТРАНТҚА АРНАЛҒАН  ПӘННІҢ БАҒДАРЛАМАСЫ

















                                    Семей
                                    2014

Алғы сөз
1. ӘЗІРЛЕНГЕН

Құрастырушы:                   «25»_06_2014ж  Сыдықова Ж.Қ., п.ғ.к.,  доцент
м.а., физика кафедрасы

2. ТАЛҚЫЛАНДЫ
2.1 «Физика» кафедрасы отырысында


«  25  »  06  2014ж., №10   хаттама

Кафедра             меңгерушісі,              п.ғ.д.,              профессор
С.С.Маусымбаев

2.2 Физика-математика факультетінің оқу-әдістемелік бюросының
отырысында

«  26   »  06  2014ж., №6 хаттама

Төрайымы                                                Қ.А.Батырова

3. БЕКІТІЛДІ
Университететің  Оқу-әдістемелік   Кеңесінің   отырысында   басып   шығаруға
мақұлданған және ұсынылған
«        »             2014ж., №               хаттама

ОӘК төрағасы_____________________ Г.К.Искакова


4 АЛҒАШ РЕТ ЕНГІЗІЛІП ОТЫР














      Мазмұны


|1.  |Жалпы ережелер                                                |4  |
|2.  |Пәннің мазмұны және сабақ түрлері бойынша сағаттарды бөлу     |5  |
|3.  |Пәнді оқып білу жөніндегі әдістемелік ұсынымдар               |7  |
|4.  |Курс форматы                                                  |7  |
|5.  |Курс саясаты                                                  |8  |
|6.  |Баға қоюдың саясаты                                           |8  |
|7.  |Әдебиет тізімі                                                |10 |































1 ЖАЛПЫ ЕРЕЖЕЛЕР

1.1 Оқытушы және пән туралы жалпы мәліметтер:
Сыдықова Ж.Қ., педагогика ғылымдарының кандидаты‚ доцент м.а.
Физика кафедрасы
Байланыс ақпараты –  оқу ғимараты №3, кабинет №304
Сабақ өткізу орны – дәрісхана  № 201,318
Берілген пән бойынша кредиттер саны - 2

1.2  Пәннің  қысқаша мазмұны:
      «Физикалық құбылыстар мен  процесстерді  компьютерлік  моделдеу»  пәні
магистр дайындау барысында маңызды орын  алады  және  «Физика»  мамандығында
оқитын магистранттар үшін негізгі  пәндер  блогының  міндетті  бөлігі  болып
табылады,  өйткені  магистранттарға  профессионалды  жұмыс   барысында   көп
нәрсені біліп, істей алу тиіс.

1.3 Пәнді оқып-білудің мақсаты: әртүрлі  мәселелерді  шығарғанда,  физикалық
процестерді моделдегенде, ақпараттарды өңдеген кезде компьютерлік  әдістерді
қолдана білу.

1.4 Пәнді оқып-білудің негізгі міндеті:
Қазіргі кездегі күрделі операциялық ортада  мәтіндерді  өңдейтін  қолданбалы
пакеттер, ақпарттарды  графикалық  елестету  және  т.б.  жұмыстарда  дағдысы
блуы;
       Жоғары  деңгейлі  программалау  тілдері  әдістері   ауағында   іргелі
даярлықтан  өту  (визульды  программалауды  қоса);  қарапайым   компьютерлік
графика және анимация әдістерін меңгеру;
      Физиканың компьютерлік моделдеу дағдысын меңгеру.

1.5Оқып-білудің нәтижелелері:
      Пәнді оқып-білудің нәтижесінде магистрант мыналарды:
    • физикадан білім алушылардың зерттеу іскерліктерін (эксперимент барысын
      бақылау, өлшеулер жүргізу, құбылысты моделдеу,  талдау)  жүзеге  асыру
      үшін қажетті ғылыми танымның негізгі әдістері  жайындағы  түсініктерін
      дамытуға мүмкіндік беретін әдістемелерді білуі тиіс;
    • білім алушылардың ақпараттармен жұмыс істей  алу  іскерлігін  дамытуға
      бағытталған мұғалімнің жұмыс әдістемесін игеруі тиіс;
    • компьютерлік техникамен  жұмыс  жасай  білуді,  анимацияларды  қолдана
      алуды игере білуі керек;
    • қарапайым компьютерлік графика және анимация әдістерін меңгеруі тиіс.
    • Компьютерлік техниканың тілін, әртүрлі құбылыстарды моделдеуді түсінуі
      тиіс;
    •  Компьютерлік  техниканың  көмегімен   әртүрлі   сызбаларды   орындау,
      графиктерді тұрғызу  дағдысына ие болуы керек;
    • Эксперименттік  тапсырмаларды  орындау,  эксперименттік  тапсырмаларды
      өңдеу дағдысын алуы керек.

1.6Курстың пререквизиттері:
-
1.7Курстың постреквизиттері:
-
2 Пәннің мазмұны және сабақ түрлері бойынша сағаттарды бөлу
                                                                     1 кесте
|№   |Тақырып атауы         |Сағаттар                                 |Әдебиет  |
|т/б |                      |                                         |         |
|    |                      |Дәріс  |ПС     |ЗС   |ОСӨЖ  |СӨЖ    |               |
|1.  |Кіріспе. Есептеу      |1      |1      |     |1     |5      |5, 5-7.        |
|    |техникасының даму     |       |       |     |      |       |               |
|    |тарихы. Физикадағы    |       |       |     |      |       |               |
|    |компьютерлік          |       |       |     |      |       |               |
|    |эксперимент.          |       |       |     |      |       |               |
|    |Операциялық жүйелер.  |       |       |     |      |       |               |
|2.  |Операциялық жүйелер   |2      |2      |     |2     |6      |5,  Б. 17-38.  |
|    |және операциялық      |       |       |     |      |       |               |
|    |қауашық.              |       |       |     |      |       |               |
|    |Типтік операциялық    |       |       |     |      |       |               |
|    |жүйелер. Файлдар,     |       |       |     |      |       |               |
|    |файылдық жүйе.        |       |       |     |      |       |               |
|    |Операциялық қауашық   |       |       |     |      |       |               |
|    |қолданбалы интерфейсі,|       |       |     |      |       |               |
|    |негізгі командалары.  |       |       |     |      |       |               |
|3.  |Физиканың компьютерлік|2      |2      |     |2     |6      |1, Б. 8-9      |
|    |технологиямен өзара   |       |       |     |      |       |               |
|    |байланысы. Оптикалық  |       |       |     |      |       |               |
|    |кодтау мен            |       |       |     |      |       |               |
|    |ақпараттарды жазудағы |       |       |     |      |       |               |
|    |жаңа әдістер. Үш      |       |       |     |      |       |               |
|    |өлшемді сандық        |       |       |     |      |       |               |
|    |ақпараттарды          |       |       |     |      |       |               |
|    |тасымалдайтын жоғары  |       |       |     |      |       |               |
|    |тығыздықты жазулар.   |       |       |     |      |       |               |
|4.  |Зертханадағы          |2      |2      |     |2     |5      |1, 11-14, 5, Б.|
|    |компьютер. Компьютер  |       |       |     |      |       |21             |
|    |арқылы аналитикалық   |       |       |     |      |       |               |
|    |есептеу. Физикалық    |       |       |     |      |       |               |
|    |экспериментті         |       |       |     |      |       |               |
|    |автоматтандыру        |       |       |     |      |       |               |
|5.  |Есептеу физикасы.     |2      |2      |     |2     |5      |3, Б.19-21     |
|    |Есептеу физикасы пәні.|       |       |     |      |       |               |
|    |Компьютерлік          |       |       |     |      |       |               |
|    |эксперимент әдістеріне|       |       |     |      |       |               |
|    |кіріспе.              |       |       |     |      |       |               |
|6.  |Физикалық есептерді   |2      |2      |     |2     |6      |2, Б.34-35     |
|    |компьютер арқылы шешу |       |       |     |      |       |               |
|    |әдістері. Сынау әдісі,|       |       |     |      |       |               |
|    |есептеу әдісі,        |       |       |     |      |       |               |
|    |физикалық есептерді   |       |       |     |      |       |               |
|    |шешудің модельдік     |       |       |     |      |       |               |
|    |әдісі. Оптимизация    |       |       |     |      |       |               |
|    |әдісі. Соңғы айырма   |       |       |     |      |       |               |
|    |әдісі. Монте-Карло    |       |       |     |      |       |               |
|    |әдісі.                |       |       |     |      |       |               |
|7.  |Физикадағы            |2      |2      |     |2     |6      |5, Б.33        |
|    |компьютерлік моделдеу.|       |       |     |      |       |               |
|    |Физикалық процес-терді|       |       |     |      |       |               |
|    |математикалық         |       |       |     |      |       |               |
|    |моделдеу. Физикалық   |       |       |     |      |       |               |
|    |есептерді сандық      |       |       |     |      |       |               |
|    |моделдеу. Физикалық   |       |       |     |      |       |               |
|    |құбылыстарды          |       |       |     |      |       |               |
|    |имитациялық модельдеу.|       |       |     |      |       |               |
|8.  |Теориялық физикадағы  |2      |2      |     |2     |6      |1, Б.35-37     |
|    |компьютерлік          |       |       |     |      |       |               |
|    |эксперимент әдістері. |       |       |     |      |       |               |
|    |Детерминизм әдісі.    |       |       |     |      |       |               |
|    |Молекулалық динамика. |       |       |     |      |       |               |
|    |Стохаостық әдіс.      |       |       |     |      |       |               |
|    |Броундық динамика және|       |       |     |      |       |               |
|    |т.б.                  |       |       |     |      |       |               |
|    |БАРЛЫҒЫ:              |15     |15     |-    |15    |45     |               |

3 ПӘНДІ ОҚУ БОЙЫНША ӘДІСТЕМЕЛІК НҰСҚАУЛАР
    «Физикалық құбылыстар мен процесстерді  компьютерлік  моделдеу»  курсын
оқыту  өзара  байланысты  бес  форманы  қажет  етеді:   дәріс,   практикалық
(семинар) сабақ, ОМӨЖ-оқытушының магистрантпен  өздік  жұмысы,  және  МӨЖ  -
магистранттың өздік жұмысы.
    Дәрістер конспектілері материалды игеруге негіз болып табылады. Дәрісте
конспект жазуға әрбір магистрант міндетті. Конспектті оқулықтардан және  оқу
құралдарынаналынған  материалмен  толықтырып,  жазып  алған   өте   пайдалы.
Конспектті  лектор  беретін  кеңестер   кезінде   де   толықтыруға   болады.
Практикалық (семинар) сабағына дайындалуда келесі қажет болады:  практикалық
сабақтың тақырыбына сәйкес оқу  құралдардан  және  дәріс  материалы  бойынша
ұсынылған  теориялық   материалдарды   зерттеу;   практикум   немесе   нақты
әдістемелік   нұсқаулардан   жұмыстың    мазмұнымен,    қажетті    құралдар,
карточкалар,  сабақ  жоспарларын,  күнтізбелік  жоспар  жасау;   зертханалық
сабақта  магистранттар   берілген   тақырып   бойынша   демострациялар   мен
зертханалық жұмыстарды орындаулары керек.  ОМӨЖ  және  МӨЖ  күнделікті  және
міндетті дайындықты талап етеді,  нақты  тапсырма  бойынша  орындалады  және
күнделікті  оқытушымен   тексеріледі.   Аудиториядан   тыс   өздік   жұмыста
магсистранттар әдебиетпен жұмыс істеп, үй тапсырмасын  орындап,  практикалық
сабаққа дайындалады.

4   КУРС ФОРМАТЫ
   «Физикалық құбылыстар мен процесстерді компьютерлік моделдеу» – 2 кредит.
   Курс бойынша 50 минуттық дәріс, 50 минуттық  практикалық  сабақ  және  50
минуттық ОМӨЖ аптасына 1 рет болады. Дәрістерге, практикалық сабаққа,  ОМӨЖ-
ге қатысуға  магистрант  міндетті.  Себепсіз  босатылған  сабақтар  қайталап
оқытылмайды. Жазбаша үй тапсырмалары (ЖҮТ) көрсетілген уақытта  өткізілмесе,
қабылданбайды,   сондықтан   магситрант   белгілі   бір   балын   жоғалтады.
Практикалық сабақтар магситрантты өздігінен жұмыс  істеуге  үйретеді,  ойлау
қабілетін арттырады, сондықтан сабаққа  нұсқаудағы  сұрақтарға  толық  жауап
беріп және тәжірибе жүргізу үшін кейбір физикалық  ұғымдар  мен  шамалардың,
құбылыстар  мент  процестердің  мәнін  анықтамалық  кітаптан  тауып,  физика
есептерін шығарып келуі керек. Сол жағдайда ғана тәжірибелік  жұмысқа  толық
қорытынды жасауға болады. Сабаққа дайын емес магистрант практикалық  сабаққа
жіберілмейді, қосымша сабақ жүргізілмейді.

5 курс саясаты
      Магситрант пәнді оқып-білу үрдісінде белсенді және өздік  қабілеттерін
көрсету  міндетті,  қалып  келу,  себепсіз  сабақтан   қалу,   дер   уақытта
жұмыстарды тапсырмау  және  оқу  үрдісінде  пассивті  болуда  баллдарды  алу
түрінде штрафтар салынады.


6 БАҒА ҚОЮ САЯСАТЫ
    Пән бойынша емтихан бағасы модульдар бойынша, межелік  бақылау  бойынша
және соңғы  аттестация бойынша (60%) көрсеткіштер  мен  емтихан  нәтижесінің
(40%) қосынды балы түрінде қорытылады, қосындысы 100% құрайды.
    Апта  және  бақылау  түрлері  бойынша  баллдардың   таратылуы   кестеде
келтірілген
«Физикалық құбылыстар мен процесстерді компьютерлік моделдеу»  пәні  бойынша
балдардың таратылуы
                                                                     2 кесте
|Апта   |Бақылау түрі                    |Балдардың барлығы |Қосымша         |
|1-7    |Аудиториялық сабақтарына қатысу |30                |Оқытушы         |
|       |және даярлық                    |                  |электрондық     |
|       |                                |                  |журналда        |
|       |                                |                  |оқушының тек    |
|       |                                |                  |сабаққа қатыспау|
|       |                                |                  |фактісін        |
|       |                                |                  |көрсетеді       |
|Практикалық сабақ                                                            |
|1      |Физикадағы компьютерлік         |                  |Практикалық     |
|       |эксперимент                     |                  |сабақта         |
|2-3    |Қауіпсіздік техника ережелері.  |                  |Практикалық     |
|       |Файлдар, файлдық жүйе.          |                  |сабақта         |
|       |Операциялық жүйе, қолданбалы    |                  |                |
|       |интерфейс, негізгі командалары  |                  |                |
|4-5    |Физикалық есептерді шығаруда    |60                |Практикалық     |
|       |аналитикалық немесе инженерлік  |                  |сабақта         |
|       |пакеттер арқылы есептеу         |                  |                |
|       |негіздері                       |                  |                |
|6-7    |Физикалық есептерді компьютерлік|40                |Практикалық     |
|       |алгебра әдісімен шығару.        |                  |сабақта         |
|       |Физикадан қолданбалы            |                  |                |
|       |программалық пакеттермен жұмыс  |                  |                |
|       |істеу                           |                  |                |
|Магистранттың өздік жұмысы                                                   |
|6      |Физика сабақтарында физикалық   |90                |Сабақ кестесіне |
|       |процестерді моделдеу            |                  |сәйкес          |
|7      |Аралық бақылау                  |80                |                |
|1 апта мен 7 апта аралығында оқу         |30+270            |                |
|нәтижелері бойынша балдардың барлығы     |                  |                |
|8-15   |Аудиториялық сабақтарына қатысу |30                |Оқытушы         |
|       |және даярлық                    |                  |электрондық     |
|       |                                |                  |журналда        |
|       |                                |                  |оқушының тек    |
|       |                                |                  |сабаққа қатыспау|
|       |                                |                  |фактісін        |
|       |                                |                  |көрсетеді       |
|Практикалық сабақ                                                            |
|8-9    |Эксперименттік есептер.         |                  |Практикалық     |
|       |Анықталған интегралдарды,       |                  |сабақта         |
|       |дифференциалдық теңдеулерді     |                  |                |
|       |есептеу. Трансценденттік        |                  |                |
|       |теңдеулерді шешу                |                  |                |
|10-11  |Әртүрлі типтегі есептеуге       |60                |Практикалық     |
|       |арналған есептер. Санау,        |                  |сабақта         |
|       |есептеу, физикалық есептерді    |                  |                |
|       |шешудің модельдік, оптимизация, |                  |                |
|       |соңғы айырма, Монте-Карло       |                  |                |
|       |әдістері бойынша программалау   |                  |                |
|12-13  |Графикалық есептер. Физикалық   |                  |Практикалық     |
|       |процестерді математикалық       |                  |сабақта         |
|       |моделдеу. Физикалық есептерді   |                  |                |
|       |сандық модельдеу. Физикалық     |                  |                |
|       |құбылыстарды имитациялық        |                  |                |
|       |модельдеу                       |                  |                |
|14-15  |Детермнизм әдісі. Молекулалық   |40                |Практикалық     |
|       |динамика. Стохаостық әдісі.     |                  |сабақта         |
|       |Броундық динамика және т.б      |                  |                |
|Магистранттың өздік жұмысы                                                   |
|14     |Моделдеу. Ғылыми және           |90                |Сабақ кестесіне |
|       |практикалық зерттеулердегі      |                  |сәйкес          |
|       |моделдеудің ролі. Моделдер      |                  |                |
|       |типтері.                        |                  |                |
|15     |Аралық бақылау                  |80                |                |
|8 апта мен 15 апта аралығында оқу        |30+270            |                |
|нәтижелері бойынша балдардың барлығы     |                  |                |
|Емтихан балдарының барлығы               |400               |                |
|Академиялық мерзімде балдардың барлығы   |1000              |                |



7.ӘДЕБИЕТ

1. Негізгі әдебиет
1. Д.В.Хеерман. методы компьютерного  эксперимента  в  теоретической  физике
(пер. С анг.).-М.:Наука, 1990
2. К.Биндер, Д.В. Хеерман Моделирование методом  Монте-Карло  статистической
физике (пер с анг).-М.:Наука, 1995.
3. Д.Каханер, К.Моулер, С.Нэш. Численные методы в физике  (пер  с  анг).-М.:
Мир, 1998.
4. Д.Поттер. Вычислительные методы  в физике (пер с анг).-М.:Мир,1975.
5. Х.Гулд, Я.Тоболчик. Компьютерное моделирование в  физике.  В  2-х  частях
(пер с анг).-М.:Мир,1990.








Пәндер