Квітка Т.В. [kvitka@donnuet.edu.ua]
ДВНЗ «ДОННУЕТ ім. Михайла Туган-Барановського», Україна
Download in PDF: http://fmo-journal.fizmatsspu.sumy.ua/journals/2018-v2-16/2018_2-16-Kvitka_FMO.pdf

МІЖДИСЦИПЛІНАРНА ІНТЕГРАЦІЯ ПРИ ВИВЧЕННІ ДИФЕРЕНЦІАЛЬНИХ РІВНЯНЬ  ЗДОБУВАЧАМИ ВИЩОЇ ОСВІТИ ЕЛЕКТРИЧНИХ НАПРЯМІВ ПІДГОТОВКИ

Анотація. Сучасні методи господарювання вимагають від фахівців уміння знаходити оптимальні рішення за обмежений термін часу в умовах, що змінюються. Зрозуміло, що вирішальну роль в умінні розв’язувати такі завдання має навчання в вищому навчальному закладі, де закладаються відповідні фундаментальні і фахові знання. Разом з цим, спостерігається тенденція зменшення уваги для здобувачів вищої освіти електричних напрямів підготовки на оволодіння вищою математикою як фундаментальною дисципліною. Більш того, недостатньо реалізуються принципи системного підходу, згідно якого при оволодінні фаховими знаннями повинні в повній мірі застосовуватися знання фундаментальних дисциплін за допомогою сучасних комп’ютерних технологій і відповідних комплексів математичних програм. Як один із можливих шляхів подолання цих труднощів, пропонується модель міждисциплінарної інтеграції при вивченні диференціальних рівнянь здобувачами вищої освіти електричних напрямів підготовки. Згідно цієї моделі вивчення фахової дисципліни «Теоретичні основи електротехніки» повинно активно спиратися на знання відповідних розділів вищої математики, зокрема курсу «Диференціальні рівняння». Більш того, обґрунтовується необхідність вивчення розділу «Операційне числення», який дозволяє не тільки спростити оволодіння фаховою дисципліною «Теоретичні основи електротехніки», але й збільшити при цьому ефективність застосування сучасних комп’ютерних технологій, зокрема, математичного пакету Mathcad. Підкреслена важливість застосування перетворень Лапласа при розв’язанні диференціальних рівнянь за допомогою математичного пакету Mathcad, що дозволяє уникнути громіздких обчислень, які вимагають значних витрат часу. Також підкреслюється можливість наочного зображення розв’язків диференціальних рівнянь за допомогою графіків у математичному пакеті Mathcad, що відкриває ще один канал зручного сприйняття інформації, який спрощує вивчення фахової дисципліни «Теоретичні основи електротехніки». На основі розробленої моделі запропоновано методичний підхід, який дозволяє не тільки поповнити здобувачами вищої освіти електричних напрямів підготовки знання по відповідним розділам вищої математики, але в режимі діалогу з комп’ютером, користуючись математичним пакетом Mathcad, виконувати типові розрахунки у вигляді прикладних задач при вивченні фахової дисципліни «Теоретичні основи електротехніки».
Ключові слова: модель, інтеграція, диференціальні рівняння, операційне числення, перетворення Лапласа комп’ютерні технології, математичні пакети, наочні зображення.

INTERDISCIPLINARY INTEGRATION FOR DIFFERENTIAL EQUATIONS STUDYBY
ELECTRICAL ENGINEERING STUDENTS
Tetyana Kvitka
Donetsk National University of Economics and Trade named after Mykhaylo Tugan-Baranovsky, Ukraine

Abstract. Modern management practices require professionals to be able to find optimal solutions for a limited time in a changing environment. It is clear that the decisive role in the ability to solve such problems is to study at a higher educational institution, where the relevant basic and professional knowledge is laid. At the same time, there is a tendency to reduce the attention of the higher education students of electrical engineering specialties for mastering higher mathematics as a fundamental discipline. Moreover, the principles of the systematic approach, under which the mastering of professional knowledge must fully apply the knowledge of fundamental disciplines with the help of modern computer technologies and corresponding complexes of mathematical programs. As one of the possible ways to overcome these difficulties, a model of interdisciplinary integration is proposed in the study of differential equations by higher education graduates of electrical engineering specialties. According to this model, the study of the professional discipline "Theoretical Foundations of Electrical Engineering" should actively rely on knowledge of the relevant sections of higher mathematics, in particular the course "Differential Equations". Moreover, the necessity of studying the section "Operational calculus" is substantiated, which allows not only to simplify the mastery of the specialized discipline "Theoretical foundations of electrical engineering," but also to increase the efficiency of the application of modern computer technologies, in particular, the mathematical package Mathcad. It is emphasized the importance of applying Laplace transformations to the solution of differential equations using the mathematical package Mathcad, which avoids cumbersome computations that require significant time expenditures. It also emphasizes the possibility of visual representation of solutions of differential equations using graphs in the mathematical package Mathcad, which opens another channel of convenient perception of information, which simplifies the study of professional discipline "Theoretical foundations of electrical engineering."A methodological approach is propose don the basis of the developed model, that allows not only to supplement the higher education curriculum with the higher education curriculum of the electrical engineering of the relevant sections of higher mathematics but in the dialogue with the computer, using the mathematical package Mathcad, to perform typical calculations in the form of applied tasks in the study of professional Disciplines "Theoretical Foundations of Electrical Engineering".
Key words: model, integration, differential equations, operational calculus, Laplace transforms, computer technologies, mathematical packages, visual images.

Список використаних джерел

1. Бессонов Л.А. Теоретичні основи електротехніки: Електричні кола: підр. для електротехн., енерг., приладобуд. спец. внз. 8-е вид., перероб. і доп. М.: Висш.школа, 1984. 559 с.
2. Вербицкий А.А. Компетентностный подход и теория контекстного обучения. М.: ИЦ ПКПС, 2004. 84 с.
3. Лунгу К.Н., Норин В.П., Письменный Д.П., Шевченко Ю.А. Сборник задач по высшей математике. 2 курс / под ред. С.Н. Федина. М.: Айрис-пресс, 2004. 592 с.
4. Макаров Е. Инженерные расчеты в Mathcad 15.[учебный курс]. СПб: Питер, 2011. 400 с.
5. Малихін О.В. Організація самостійної навчальної діяльності студентів вищих педагогічних навчальних закладів: теоретико-методологічний аспект: монографія. Кр. Ріг: Видавничий дім, 2009. 307 с.
6. Мартиненко М.А., Юрик І.І. Теорія функції комплексної змінної. Операційне числення: навч. посібник 2-е видання. К.: Видавничий Дім «Слово», 2010. 296 с.
7. Пискунов Н.С. Дифференциальное и интегральное исчисления для втузов, т. 2: учебное пособие 13-е изд. М.: Наука, 1980. 560 с.
8. Радовський В.Д., Липовик В.В., Темченко В.М. Функції комплексної змінної. Операційне числення (довідковий матеріал та розрахункові роботи): навч. посібник 2-е видання. Кр.Ріг, 2000. 106с.
9. Рашкевич Ю.М. Болонський процес та нова парадигма вищої освіти: монографія. Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2014. 168 с.