ИНТЕГРАЦИЯ МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫХ НАУЧНЫХ ЗНАНИЙ ПРИ ОБУЧЕНИИ ОБРАТНЫМ ЗАДАЧАМ ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Проблема и цель. В процессе обучения студентов обратным задачам для дифференциальных уравнений реализуется одна из важных целей - сформировать у студентов фундаментальные знания в области обратных задач, в области прикладной и вычислительной математики; развить математические творческие способности, позволяющие студентам после окончания обучения, работая в научно-исследовательских учреждениях, успешно решать разнообразные сложные математические задачи при реализации на практике прикладных исследований. Методология. В процессе обучения студентов обратным задачам для дифференциальных уравнений применяется разработанная система гуманитарно-ориентированных учебных занятий, используются методы рационального мышления, реализуется индивидуальный подход к обучению. Результаты. Гуманитарно-ориентированные учебные занятия по обратным задачам для дифференциальных уравнений направлены на создание ситуаций, требующих от студентов, по результатам решения обратной задачи, сделать логические выводы прикладного и гуманитарного характера, преодолеть нравственные противоречия, сделать обоснованный выбор правильной позиции в обществе. Приобретенные в процессе обучения навыки и опыт применения рациональных рассуждений при исследовании обратным задачам для дифференциальных уравнений позволяют студентам не только эффективно исследовать прикладные задачи, но и формировать фундаментальные знания в области прикладной математики. Индивидуальный подход в обучении обратным задачам для дифференциальных уравнений выступает как дидактический принцип обучения, воспитания и развития студентов, учитывающий личностные особенности обучаемых, уровень интеллектуального развития, познавательные интересы и другие факторы, оказывающие влияние на успешность обучения. Заключение. Гуманитарно-ориентированные учебные занятия по обратным задачам для дифференциальных уравнений, методы рациональных рассуждений, индивидуальный подход в обучении позволяют сформировать у студентов систему фундаментальных знаний по обратным задачам для дифференциальных уравнений, интегрировать междисциплинарные научные знания, выявить гуманитарный и научно-образовательный потенциал такого обучения, обосновать позитивный вклад обучения обратным задачам для дифференциальных уравнений в гуманитаризацию и фундаментализацию прикладного математического образования.

Об авторах

Виктор Семенович Корнилов

Московский городской педагогический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: vs_kornilov@mail.ru

доктор педагогических наук, кандидат физико-математических наук, профессор, заместитель заведующего кафедрой информатизации образования Московского городского педагогического университета

Российская Федерация, 127521, Москва, ул. Шереметьевская, 29

Список литературы

  1. Agranovich Z.S., Marchenko V.A. Obratnaya zadacha teorii rasseyaniya [the inverse problem of scattering theory]: monografiya. Har’kov: Izd-vo Har’kovskogo universiteta, 1960. 268 p.
  2. Anikonov YU.E., Pestov L.N. Formuly v linejnyh i nelinejnyh zadachah tomografii [Formulas in linear and nonlinear tomography problems]: monografiya. Novosibirsk: NGU, 1990. 64 p.
  3. Belishev M.I., Blagoveshchenskij A.S. Dinamicheskie obratnye zadachi teorii voln [Dynamic inverse problems of wave theory]: monografiya. SPb.: SpbGU, 1999. 266 p.
  4. Bidaibekov E.S., Kornilov V.S., Kamalova G.B. Obuchenie budushhih uchitelej matematiki i informatiki obratnym zadacham dlja differencial’nyh uravnenij [The training of future teachers of mathematics and Informatics inverse problems for differential equations]. Vestnik Moskovskogo gorodskogo pedagogicheskogo universiteta. Serija «Informatika i informatizacija obrazovanija» [Bulletin of the Moscow city pedagogical university. “Informatics and Informatization of Education” series]. 2014. No. 3 (29). Pp. 57-69.
  5. Blehman I.M., Myshkis A.D., Panovko Ja.G. Prikladnaja matematika: predmet, logika, osobennosti podhodov [Applied mathematics: the subject of logic, especially the approaches]. M.: KomKniga, 2005. 376 p.
  6. Buhgejm A.L. Vvedenie v teoriju obratnyh zadach [Introduction to the theory of inverse problems]: monografiya. Novosibirsk: Nauka, Sibirskoe otdelenie, 1988. 181 p.
  7. Goncharsky A.V., Cherepashchuk A. M., Yagola A. G. CHislennye metody resheniya obratnyh zadach astrofiziki [Numerical methods for solving inverse problems of astrophysics]: monografiya. M.: Nauka, 1978. 335 p.
  8. Denisov A.M. Vvedenie v teoriyu obratnyh zadach [Introduction to the theory of inverse problems]: uchebnoe posobie. M.: Izd-vo Moskovskogo universiteta, 1994. 207 p.
  9. Kabanikhin S.I. Obratnye i nekorrektnye zadachi [Inverse and incorrect problems]: uchebnoe posobie. Novosibirsk: Siberian scientific publishing house, 2009. 458 p.
  10. Kornilov V.S. O mezhdisciplinarnom haraktere issledovanij prichinno-sledstvennyh obratnyh zadach [About cross-disciplinary character of researches of cause and effect inverse problems]. Vestnik Moskovskogo gorodskogo pedagogicheskogo universiteta. Serija «Informatika i informatizacija obrazovanija» [Bulletin of the Moscow city pedagogical university. “Informatics and Informatization of Education” series]. 2004. No. 1 (2). Pp. 80-83.
  11. Kornilov V.S. Nekotorye obratnye zadachi identifikacii parametrov matematicheskih modelej [Some inverse problem of identifying parameters of mathematical models]: uchebnoe posobie. M.: MGPU, 2005. 359 p.
  12. Kornilov V.S. Obuchenie obratnym zadacham dlya differencial’nyh uravnenij kak faktor gumanitarizacii matematicheskogo obrazovaniya [Training in inverse problems for differential equations as a factor of humanitarization of mathematical education]: monografiya. M.: MGPU, 2006. 320 p.
  13. Kornilov V.S. Gumanitarnye aspekty vuzovskoj sistemy prikladnoj matematicheskoj podgotovki [The humanitarian aspects of the university system of applied mathematical preparation of]. Nauka i shkola [Science and school]. 2007. No. 5. Pp. 23-28.
  14. Kornilov V.S. Gumanitarnyj analiz matematicheskih modelej obratnyh zadach [Humanitarian analysis of mathematical models of inverse problems]. Izvestiya Kurskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta [News of Kursk state technical university]. Kursk: KGTU, 2008. No. 3 (24). Pp. 60-65.
  15. Kornilov V.S. Psihologicheskie aspekty obucheniya obratnym zadacham dlya differencial’nyh uravnenij [Psychological aspects of teaching inverse problems for differential equations]. Nauka i shkola [Science and school]. 2008. No. 3. Pp. 45-46.
  16. Kornilov V.S. Laboratornye zanjatija kak forma organizacii obuchenija studentov fraktal’nym mnozhestvam [Laboratory sessions as a form of organization of teaching students fractal sets]. Vestnik Moskovskogo gorodskogo pedagogicheskogo universiteta. Serija «Informatika i informatizacija obrazovanija» [Bulletin of the Moscow city pedagogical university. “Informatics and Informatization of Education” series]. 2012. No. 1 (23). Pp. 60-63.
  17. Kornilov V.S. Obratnye zadachi v soderzhanii obucheniya prikladnoj matematike [Inverse problems in the content of teaching applied mathematics]. Vestnik Rossijskogo universiteta druzhby narodov. Serija «Informatizacija obrazovanija» [Bulletin of the Russian university of friendship of the people. “Education Informatization” series]. 2014. No. 2. Pp. 109-118.
  18. Kornilov V.S. Obuchenie studentov obratnym zadacham matematicheskoj fiziki kak factor formirovanija fundamental’nyh znanij po integral’nym uravnenijam [Training of students in the inverse problems of mathematical physics as factor of formation of fundamental knowledge of the integrated equations]. Bjulleten’ laboratorii matematicheskogo, estestvennonauchnogo obrazovanija i informatizacii. Recenziruemyj sbornik nauchnyh trudov [Bulletin of laboratory of mathematical, natural-science education and informatization. The reviewed collection of scientific work]. Samara: Samarskij filial MGPU, 2015. T. VI. Pp. 251-257.
  19. Kornilov V.S. Obuchenie studentov obratnym zadacham dlja differencial’nyh uravnenij kak factor formirovanija kompetentnosti v oblasti prikladnoj matematiki [Students learning the inverse problems for differential equations as a factor of formation of competence in the field of applied mathematics]. Vestnik Rossijskogo universiteta druzhby narodov. Serija «Informatizacija obrazovanija» [Bulletin of the Russian university of friendship of the people. “Education Informatization” series]. 2015. No. 1. Pp. 63-72.
  20. Kornilov V.S. Formirovanie fundamental’nyh znanij budushchih uchitelej informatiki i matematiki po funkcional’nomu analizu pri obuchenii obratnym zadacham matematicheskoj fiziki [the Formation of the fundamental knowledge of future teachers of Informatics and mathematics functional analysis when teaching inverse problems of mathematical physics]. Vestnik Moskovskogo gorodskogo pedagogicheskogo universiteta. Serija «Informatika i informatizacija obrazovanija» [Bulletin of the Moscow city pedagogical university. “Informatics and Informatization of Education” series]. 2015. No. 3 (33). Pp. 72-82.
  21. Kornilov V.S. Realizacija nauchno-obrazovatel’nogo potenciala obuchenija studentov vuzov obratnym zadacham dlja differencial’nyh uravnenij [Realization of scientific and educational potential of training of students of higher education institutions in the inverse problems for the differential equations]. Kazanskij pedagogicheskij zhurnal [Kazan pedagogical journal]. 2016. No. 6. Pp. 55- 59.
  22. Kornilov V.S. Bazovye ponyatiya informatiki v soderzhanii obucheniya obratnym zadacham dlya differencial’nyh uravnenij [The basic concepts of Informatics in the content of education inverse problems for differential equations]. Vestnik Rossijskogo universiteta druzhby narodov. Serija «Informatizacija obrazovanija» [Bulletin of the Russian university of friendship of the people. “Education Informatization” series]. 2016. No. 1. Pp. 70-84.
  23. Kornilov V.S. Teorija i metodika obuchenija obratnym zadacham dlja differencial’nyh uravnenij [Theory and technique of training to the inverse problems for differential equations]: monografija. M.: Izd-vo «OntoPrint», 2017. 500 p.
  24. Kornilov V.S. Formirovanie fundamental’nyh znanij po matematicheskomu modelirovaniyu pri obuchenii obratnym zadacham dlya differencial’nyh uravnenij [Formation of the fundamental knowledge on mathematical modeling in teaching inverse problems for differential equations]. Vestnik Moskovskogo gorodskogo pedagogicheskogo universiteta. Serija «Informatika i informatizacija obrazovanija» [Bulletin of the Moscow city pedagogical university. “Informatics and Informatization of Education” series]. 2017. No. 1 (39). Pp. 92-99.
  25. Kornilov V.S. Filosofskaya sostavlyayushchaya nauchno-obrazovatel’nogo potenciala obucheniya obratnym zadacham matematicheskoj fiziki [Philosophical component of scientific and educational potential of learning inverse problems of mathematical physics]. Vestnik Moskovskogo gorodskogo pedagogicheskogo universiteta. Serija «Informatika i informatizacija obrazovanija» [Bulletin of the Moscow city pedagogical university. “Informatics and Informatization of Education” series]. 2018. No. 1 (43). Pp. 59-65.
  26. Lavrentyev M.M., Romanov V.G., Shishatsky S.P. Nekorrektnye zadachi matematicheskoj fiziki i analiza [Ill-Posed problems of mathematical physics and analysis]: monograph. M.: Nauka, 1980. 286 p.
  27. Levchenko I.V., Kornilov V.S., Belikov V.V. Rol’ informatiki v podgotovke specialistov po prikladnoj matematike [The role of Informatics in the training of specialists in applied mathematics]. Vestnik Moskovskogo gorodskogo pedagogicheskogo universiteta. Serija «Informatika i informatizacija obrazovanija» [Bulletin of the Moscow city pedagogical university. “Informatics and Informatization of Education” series]. 2009. No. 2 (18). Pp. 108-112.
  28. Prilepko A.I. Izbrannye voprosy v obratnyh zadachah matematicheskoj fiziki [Selected questions in inverse problems of mathematical physics]. Uslovno-korrektnye zadachi matematicheskoj fiziki i analiza [Conditionally correct problems of mathematical physics and analysis]. Novosibirsk: Nauka, Sibirskoe otdelenie, 1992. Pp. 151-162.
  29. Romanov V.G. Nekotorye obratnye zadachi dlya uravnenij giperbolicheskogo tipa [Some inverse problems for equations of hyperbolic type]: monografiya. Novosibirsk: Nauka, 1972. 164 p.
  30. Romanov V.G. Obratnye zadachi dlya differencial’nyh uravnenij [Inverse problems for differential equations]: speckurs dlya studentov NGU. Novosibirsk: NGU, 1973. 252 p.
  31. Romanov V.G. Obratnye zadachi matematicheskoj fiziki [Inverse problems of mathematical physics]: monografija. M.: Nauka, 1984. 264 p.
  32. Samarskij A.A., Vabishevich P.N. Chislennye metody reshenija obratnyh zadach matematicheskoj fiziki [Numerical methods of the solution of the inverse problems of mathematical physics]: monografija. M.: Editorial URSS, 2004. 480 p.
  33. Timofeev Yu.M., Polyakov A.V. Matematicheskie aspekty resheniya obratnyh zadach atmosfernoj optiki [Mathematical aspects of solving inverse problems of atmospheric optics]: uchebnoe posobie. SPb.: Izd-vo Sankt-Peterburgskogo universiteta, 2001. 188 p.
  34. Yurko V.A. Vvedenie v teoriyu obratnyh spektral’nyh zadach [Introduction to the theory of inverse spectral problems]: textbook. M.: Fizmatlit, 2007. 384 p.
  35. Yakhno V.G. Obratnye zadachi dlya differencial’nyh uravnenij uprugosti [Inverse problems for differential equations of elasticity]: monografiya. Novosibirsk: Nauka, Sibirskoe otdelenie, 1990. 303 p.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».