Нестационарные процессы в природе Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления 01.03.03 «Механика и математическое моделирование» (стр. 3 )

9.2 Описание показателей и критериев оценивания компетенций на различных этапах их формирования, описание шкал оценивания:

Таблица 5

Карта критериев оценивания компетенций

Код компетенции	Результаты обучения по уровням освоения материала	Виды занятий (лекции, семинар ские, практические, лабораторные)	Оценочные средства (тесты, творческие работы, проекты и др.)
пороговый (удовл.) 61-75 баллов	базовый (хор.) 76-90 баллов	повышенный (отл.) 91-100 баллов
ОПК- 4	Потребности других областей знаний в методах и моделях колебательно-волновых процессов в общих чертах.	Потребности других областей знаний в методах и моделях колебательно-волновых процессов на базовом уровне.	Потребности других областей знаний в методах и моделях колебательно-волновых процессов подробно.	Лекции, практические занятия	Коллоквиум, контрольная работа
Сотрудничать со специалистами смежных областей.	Сотрудничать со специалистами смежных областей.	Сотрудничать со специалистами различных областей.	Лекции, практические занятия	Коллоквиум, контрольная работа
Приемами командной работы со специалистами смежных областей.	Приемами командной работы со специалистами смежных областей.	Приемами командной работы специалистами различных областей.	Лекции, практические занятия	Коллоквиум, контрольная работа
ПК - 4	Основные математические модели колебательно-волновых процессов в замкнутых системах с одной степенью свободы.	Основные математические модели колебательно-волновых процессов в замкнутых системах с двумя степенями свободы и в открытых системах.	Основные математические модели колебательно-волновых процессов в замкнутых системах с двумя и более степенями свободы и в открытых системах.	Лекции, практические занятия	Коллоквиум, контрольная работа
Формулировать математическую постановку задач о колебательно-волновых процессах в замкнутых системах с одной степенью свободы в рамках второго закона Ньютона.	Формулировать математическую постановку задач о колебательно-волновых процессах в замкнутых системах с двумя степенями свободы и в открытых системах в рамках второго закона Ньютона.	Формулировать математическую постановку задач о колебательно-волновых процессах в замкнутых системах с двумя и более степенями свободы и в открытых системах в рамках энергетического подхода.	Лекции, практические занятия	Коллоквиум, контрольная работа
Методами решения дифференциальных уравнений для решения задач о колебательно-волновых процессах в замкнутых системах с одной степенью свободы.	Методами решения дифференциальных уравнений для решения задач о колебательно-волновых процессах в замкнутых системах с двумя степенями свободы и в открытых системах.	Методами решения дифференциальных уравнений для решения задач о колебательно-волновых процессах в замкнутых системах с двумя и более степенями свободы и в открытых системах.	Лекции, практические занятия	Коллоквиум, контрольная работа

10.3 Типовые контрольные задания или иные материалы, необходимые для оценки знаний, умений, навыков и (или) опыта деятельности, характеризующей этапы формирования компетенций в процессе освоения образовательной программы.

1.  Получить уравнение движения математического маятника в однородном поле силы тяжести при условии, что колебания плоские и малой амплитуды. Найти период и частоту колебаний математического маятника.

2.  Получить уравнение движения маятника, подвешенного на невесомой нити, в однородном поле силы тяжести, при условии, что колебания плоские и малой амплитуды. Учесть сопротивление воздуха. Найти период и частоту колебаний физического маятника.

3.  Получить уравнение колебаний для заряда в LC - цепочке. Определить частоту и период колебаний.

4.  Получить уравнение колебаний для заряда в LC - цепочке при наличии реостата. Определить частоту и период колебаний.

5.  Получить уравнение движения тела на пружинке, движущегося по горизонтальной плоскости, без учета трения тела о поверхность. Найти частоту и период колебаний.

6.  Получить уравнение движения тела на пружинке, движущегося по горизонтальной плоскости, с учетом трения тела о горизонтальную поверхность. Определить частоту и период колебаний.

7.  Получить уравнение движения тела на пружинке, движущегося по горизонтальной плоскости под воздействием периодической вынуждающей силы , с учетом трения тела о горизонтальную поверхность. Определить частоту и период колебаний тела.

8.  Тело на пружинке движется по горизонтальной плоскости под воздействием периодической вынуждающей силы с учетом трения тела о горизонтальную поверхность. Определить частоту вынужденных колебаний ω, при которой наступит резонанс.

9.  Получить решение уравнения затухающего гармонического осциллятора:

при ω0=1/2τ.

10.  Получить решение уравнения затухающего гармонического осциллятора:

при ω0<1/2τ (случай сверхторможения).

11.  Тело на пружинке движется по горизонтальной плоскости с учетом трения тела о горизонтальную поверхность. Вычислить среднее значение кинетической энергии за период затухающего гармонического осциллятора при ω0>1/2τ .

12.  Тело на пружинке движется по горизонтальной плоскости с учетом трения тела о горизонтальную поверхность. Вычислить среднее значение потенциальной энергии за период затухающего гармонического осциллятора при ω0>1/2τ .

13.  Тело на пружинке движется по горизонтальной плоскости с учетом трения тела о горизонтальную поверхность. Вычислить среднее значение полной энергии за период затухающего гармонического осциллятора при ω0>1/2τ .

14.  Тело на пружинке движется по горизонтальной плоскости с учетом трения тела о горизонтальную поверхность. Вычислить производную по времени от среднего значения полной энергии за период затухающего гармонического осциллятора при ω0>1/2τ .

15.  Тело на пружинке движется по горизонтальной плоскости с учетом трения тела о горизонтальную поверхность. Вычислить среднее значение работы сил трения за период затухающего гармонического осциллятора при ω0>1/2τ .

16.  Уравнение движения математического маятника в однородном поле силы тяжести при отсутствии сопротивления воздуха в дифференциальной форме:

где θ - угол отклонения маятника, t – время, ω0 - частота колебаний, g – ускорение свободного падения, L – длина нити, на которой маятник подвешен. Найти закон движения маятника θ(t) при условии, что начальное отклонение от положения равновесия θ(0) = θ0, а начальная скорость .

17.  Уравнение движения маятника в однородном поле силы тяжести при наличии сопротивления воздуха в дифференциальной форме:

где θ - угол отклонения маятника, t – время, ω0 - частота колебаний, g – ускорение свободного падения, L – длина нити, на которой маятник подвешен, τ – время релаксации. Найти закон движения маятника θ(t) при условии, что начальное отклонение от положения равновесия θ(0) = 0, а начальная скорость .

10.4 Методические материалы, определяющие процедуры оценивания знаний, умений, навыков и (или) опыта деятельности характеризующих этапы формирования компетенций.

Примерные вопросы для подготовки к зачету

1.  Свободные колебания систем с одной степенью свободы.

2.  Свободные колебания систем с двумя степенями свободы.

3.  Биения.

4.  Поперечные колебания непрерывной струны.

5.  Общий случай движения непрерывной струны.

6.  Дискретные системы с N степенями свободы.

7.  Вынужденные колебания одномерного гармонического осциллятора.

8.  Резонансы в системе с двумя степенями свободы.

9.  Фильтры.

10.  Вынужденные колебания систем со многими степенями свободы.

11.  Одномерные гармонические бегущие волны.

12.  Дисперсия.

13.  Импеданс.

14.  Согласованная нагрузка.

15.  Отражение и прохождение.

16.  Отражение в тонких пленках.

17.  Свободные колебания систем с одной степенью свободы.

18.  Свободные колебания систем с двумя степенями свободы.

19.  Биения.

20.  Поперечные колебания непрерывной струны.

21.  Общий случай движения непрерывной струны.

22.  Дискретные системы с N степенями свободы.

23.  Вынужденные колебания одномерного гармонического осциллятора.

24.  Резонансы в системе с двумя степенями свободы.

25.  Фильтры.

26.  Вынужденные колебания систем со многими степенями свободы.

27.  Одномерные гармонические бегущие волны.

28.  Дисперсия.

29.  Импеданс.

30.  Согласованная нагрузка.

31.  Отражение и прохождение.

32.  Отражение в тонких пленках.

33.  Групповая скорость.

34.  Фурье-анализ бегущих волновых пакетов.

35.  Гармонические плоские волны.

36.  Волны в воде.

37.  Электромагнитные волны.

38.  Состояния поляризации.

39.  Поляризованные поперечные волны.

40.  Двойное лучепреломление.

41.  Интерференция между двумя когерентными точечными источниками.

42.  Интерференция между двумя независимыми источниками.

43.  Дифракция и принцип Гюйгенса.

44.  Геометрическая оптика.

Зачет проходит в виде собеседования по вопросам билета. Билет состоит из теоретического вопроса. На подготовку к вопросу отводится не более 30 минут. По билету проводится собеседование, в ходе которого задаются дополнительные вопросы. Ответ на вопрос оценивается по 100бальной шкале. При результате от 0 до 60 баллов выставляется оценка «неудовлетворительно»; от 61 до 75 – «удовлетворительно»; от 76 до 90 – «хорошо»; от 91 до 100 – «отлично».

11. Образовательные технологии.

При изучении дисциплины «Нестационарные процессы в природе» используются следующие образовательные технологии:

– аудиторные занятия (лекционные и практические занятия);

– внеаудиторные занятия (самостоятельная работа, индивидуальные консультации).

В соответствии с требованиями ФГОС при реализации различных видов учебной работы в процессе изучения дисциплины «Нестационарные процессы в природе» предусматривается использование в учебном процессе следующих активных и интерактивных форм проведения занятий:

– практические занятия в диалоговом режиме;

– компьютерное моделирование и практический анализ результатов;

– научные дискуссии;

– работа в малых группах по темам, изучаемым на практических занятиях.

12. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля).

12.1 Основная литература:

1. Александров, в гидродинамику [Электронный ресурс]: учебное пособие / , , . - Екатеринбург: Издательство Уральского университета, 2012. – 112 с. – Режим доступа: http://biblioclub. ru/index. php? page=book_view&book_id=239521 (дата обращения: 02.11.2015);

12.2 Дополнительная литература:

1.  Кучер, задачи механики смесей жидкостей [Электронный ресурс]: учебное пособие, Ч. 1/ , . - Кемерово: Кемеровский государственный университет, 2010. – 128 с. – Режим доступа: http://biblioclub. ru/index. php? page=book_view&book_id=232685 (дата обращения: 8.10.2014);

2.  Козырев, [Электронный ресурс]: учебное пособие / . – Томск: Эль Контент, 2012. – 136 с. – Режим доступа: http://biblioclub. ru/index. php? page=book_view&book_id=208680 (дата обращения: 8.10.2014);

12.3 Интернет-ресурсы:

1.  Электронная библиотека Попечительского совета механико-математического факультета Московского государственного университета http://lib. mexmat. ru

2.  eLIBRARY – Научная электронная библиотека (Москва) http://elibrary. ru

13. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении образовательного процесса по дисциплине (модулю), включая перечень программного обеспечения и информационных справочных систем (при необходимости).

Для работы на занятиях необходим пакет программ Maple 12 (или выше).

14. Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля).

Аудитория с мультимедийным оборудованием для лекционных и практических занятий.

15. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины (модуля).

Дисциплина изучается на лекциях, при выполнении контрольного задания и во время самостоятельной работы. Изучение дисциплины заканчивается зачетом.

Лекции в условиях высшего образования являются одним из основных видов занятий. Чтение лекций осуществляется в аудиториях, оборудованных мультимедийной компьютерной техникой. На них дается общее представление о научном подходе при изложении вопросов дисциплины, об основных научно-теоретических положениях информатики, о методике их применения. Посещение лекций, внимательное отношение к излагаемому материалу, аккуратное ведение конспекта, повторение материала лекций и самостоятельная работа с теоретическими вопросами перед лабораторными работами являются залогом качественного усвоения материала дисциплины, получения прочных знаний, приобретения навыков уверенной работы с ПК, развития умений самостоятельного решения нестандартных задач.