Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Муромский институт (филиал)

федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования

 «Владимирский государственный университет

имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»

(МИ ВлГУ)

 

Кафедра  ТБ 

 

 

 

«   __   »       __       2020 г.

 

 

 

 

Рабочая программа ДИСЦИПЛИНЫ

 

     Математическое моделирование в строительстве     

 




Направление подготовки

08.03.01 Строительство

Профиль подготовки

Теплогазоснабжение и вентиляция

Квалификация (степень)выпускника

бакалавр









          

Семестр

Трудоем-кость,

час. / зач. ед.

Лек-ции,

час.

 

Практи-ческие занятия,

час.

Лабора-торные работы,

час.

Консуль-тация,

час.

Конт-роль,

час.

Всего (контак-тная работа),

час.

СРС,

час.

Форма

промежу-точного контр.

(экз., зач., зач. с оц.)

6

108 / 3  

16  

16  

 

1,6  

0,25  

33,85  

74,15  

Зач.  

Итого

108 / 3  

16  

16  

 

1,6  

0,25  

33,85  

74,15  

 

 

Муром, 2020 г.


1. Цель освоения дисциплины

Цель дисциплины: Цели: ознакомление студентов с методами и средствами математического моделирования в строительстве, включающими в себя: методы анализа; основные принципы и этапы создания моделей и моделирования; типовые математические схемы моделирования; вопросы использования ЭВМ и информационных технологий при анализе и моделировании процессов.

Задачи изучения дисциплины:

- сформировать общее представление о методах моделирования инженерных систем в строительстве и протекающих в них технологических процессов;

- приобретение навыков разработки моделей, оценке адекватности и точности, созданных моделей, реализации экспериментов с моделями, методами и средствами компьютерного моделирования;

- научить студента использовать программные средства математического моделирования в процессе проектирования и анализа работы инженерных систем зданий и сооружений.

2. Место дисциплины в структуре ОПОП ВО (Цикл (Б1.О.33))

Дисциплина «Математическое моделирование в строительстве» базируется на знаниях, полученных студентами в области естественно-научных дисциплин: Высшая математика, Физика. Знания, полученные в процессе освоения дисциплины, необходимы студентам при выполнении выпускных квалификационных работ бакалавров и дальнейшей профессиональной деятельности в сфере строительства, проектирования, монтажа, наладки и эксплуатации систем теплогазоснабжения и вентиляции.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-1 Способен решать задачи профессиональной деятельности на основе использования теоретических и практических основ естественных и технических наук, а также математического аппарата.

 

Результатом освоения дисциплины является достижение следующих индикаторов:

знать основные методы математического моделирования.

уметь применять теоретические и полуэмпирические модели при математического моделирования систем теплогазоснабжения и вентиляции.

 


4. Структура и содержание дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 часов.

 

4.1. Форма обучения: очная

Уровень базового образования: среднее общее.

Срок обучения 4г.

 

4.1.1. Структура дисциплины


 

Раздел (тема)

дисциплины

 

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость

(в часах)

 

Форма  текущего контроля успеваемости (по неделям семестра), форма промежуточной аттестации

  (по семестрам)

 

п\п

Семестр

Лекции

Семинары

Практические занятия

Лабораторные работы

Контрольные работы

СРС

КП / КР

Консультация

Контроль

1

Моделирование – как метод научного познания

6

6

6

34

тестирование

2

Методологические основы построения математических моделей

6

10

10

40,15

тестирование

Всего за  семестр

108

16

16

74,15

1,6

0,25

Зач.

Итого   

108

16

16

74,15

1,6

0,25

 

4.1.2. Содержание дисциплины

4.1.2.1. Перечень лекций

Семестр 6

Раздел 1. Моделирование – как метод научного познания

Лекция 1.

Основные виды задач, решаемых при организации, планировании и управлении строительством. Моделирование в строительстве. Основные положения (2 часа).

Лекция 2.

Виды экономико-математических моделей в области организации, планирования и управления строительством (2 часа).

Лекция 3.

Организационное моделирование систем управления строительством. Основные направления моделирования систем управления строительством (2 часа).

Раздел 2. Методологические основы построения математических моделей

Лекция 4.

Аспекты организационно-управленческих систем (моделей) (2 часа).

Лекция 5.

Деление организационно-управленческие моделей на группы. Виды моделей первой и второй группы (2 часа).

Лекция 6.

Модели принятия решений (2 часа).

Лекция 7.

Информационные модели коммуникационной сети. Компактные информационные модели (2 часа).

Лекция 8.

Интегрированные информационно-функциональные модели (2 часа).

 

4.1.2.2. Перечень практических занятий

Семестр 6

Раздел 1. Моделирование – как метод научного познания

Практическое занятие 1.

Планирование экспериментов (2 часа).

Практическое занятие 2.

Системы обеспечения микроклимата как объекты автоматизации (2 часа).

Практическое занятие 3.

Математические модели звеньев САР (2 часа).

Раздел 2. Методологические основы построения математических моделей

Практическое занятие 4.

Переходные процессы в системах автоматического регулирования. Динамические характеристики звеньев (2 часа).

Практическое занятие 5.

Операционный метод в задачах автоматического управления и регулирования (2 часа).

Практическое занятие 6.

Интегральное преобразование Лапласа (2 часа).

Практическое занятие 7.

Расчет и построение графиков частотных характеристик: АЧХ, ФЧХ, АФХ (2 часа).

Практическое занятие 8.

Исследование устойчивости САР (2 часа).

 

Ссылка на методические указания: https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=1135#section-2

 

4.1.2.3. Перечень лабораторных работ

Не планируется.

 

4.1.2.4. Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы

Методические указания для самостоятельной работы размещены на информационно-образовательном портале института по ссылке https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=5058.

Для самостоятельной работы также используются издания из списка приведенной ниже основной и дополнительной литературы.

Перечень тем, вынесенных на самостоятельное изучение:

1. Автоматизация параметров работы воздушно-тепловых завес.

2. Автоматизация для обеспечения микроклимата .

3. Методы регулирования теплоотдачи нагревательных приборов.

4. Регулирующие клапана как элемент автоматизации инженерных систем .

5. Функции системы автоматического управления.

6. Контроллер как основной элемент современной автоматизированной системы.

7. Тепловая автоматика .

8. Комбинированные системы автоматического регулирования.

9. Системы автоматического регулирования по возмущению.

10. Водопотребление и водоотведение .

11. Измерение температуры, давления и других параметров системы ТГСиВ.

12. Определение линейной стационарной системы.

13. Динамические процессы в системах.

 

4.1.2.5. Перечень тем контрольных работ, рефератов, ТР, РГР, РПР

Не планируется.

 

4.1.2.6. Примерный перечень тем курсовых работ (проектов)

Не планируется.

 


4. 2. Форма обучения: заочная

Уровень базового образования: среднее общее.

Срок обучения 5г.

 

Семестр

Трудоем-кость,

час. / зач. ед.

Лек-ции,

час.

 

Практи-ческие занятия,

час.

Лабора-торные работы, час.

Консуль-тация,

час.

Конт-роль,

час.

Всего (контак-тная работа),

час.

СРС,

час.

Форма

промежуточного контроля

(экз., зач., зач. с оц.)

8

108 / 3  

6  

6  

 

3  

0,5  

15,5  

88,75  

Зач.(3,75)  

Итого

108 / 3  

6  

6  

 

3  

0,5  

15,5  

88,75  

3,75  

 

4.2.1. Структура дисциплины


 

Раздел (тема)

дисциплины

 

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость

(в часах)

 

Форма  текущего контроля успеваемости (по неделям семестра), форма промежу-точной аттестации

  (по семестрам)

 

п\п

Семестр

Лекции

Семинары

Практические занятия

Лабораторные работы

Контрольные работы

СРС

КП / КР

Консультация

Контроль

1

Моделирование – как метод научного познания

8

4

4

41

тестирование

2

Методологические основы построения математических моделей

8

2

2

47,75

тестирование

Всего за  семестр

108

6

6

+

88,75

3

0,5

Зач.(3,75)

Итого   

108

6

6

88,75

3

0,5

3,75

 

4.2.2. Содержание дисциплины

4.2.2.1. Перечень лекций

Семестр 8

Раздел 1. Моделирование – как метод научного познания

Лекция 1.

Основные виды задач, решаемых при организации, планировании и управлении строительством (2 часа).

Лекция 2.

Моделирование в строительстве. Основные положения (2 часа).

Раздел 2. Методологические основы построения математических моделей

Лекция 3.

Виды экономико-математических моделей в области организации, планирования и управления строительством (2 часа).

 

4.2.2.2. Перечень практических занятий

Семестр 8

Раздел 1. Моделирование – как метод научного познания

Практическое занятие 1.

Системы обеспечения микроклимата как объекты автоматизации (2 часа).

Практическое занятие 2.

Математические модели звеньев САР (2 часа).

Раздел 2. Методологические основы построения математических моделей

Практическое занятие 3.

Разработка функциональных схем автоматизации инженерных систем объектов строительства (2 часа).

 

4.2.2.3. Перечень лабораторных работ

Не планируется.

 

4.2.2.4. Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы

Методические указания для самостоятельной работы размещены на информационно-образовательном портале института по ссылке https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=5058.

Для самостоятельной работы также используются издания из списка приведенной ниже основной и дополнительной литературы.

Перечень тем, вынесенных на самостоятельное изучение:

1. Автоматизация параметров работы воздушно-тепловых завес.

2. Автоматизация для обеспечения микроклимата .

3. Методы регулирования теплоотдачи нагревательных приборов.

4. Регулирующие клапана как элемент автоматизации инженерных систем .

5. Функции системы автоматического управления.

6. Контроллер как основной элемент современной автоматизированной системы.

7. Тепловая автоматика .

8. Комбинированные системы автоматического регулирования.

9. Системы автоматического регулирования по возмущению.

10. Водопотребление и водоотведение .

11. Измерение температуры, давления и других параметров системы ТГСиВ.

12. Определение линейной стационарной системы.

13. Динамические процессы в системах.

 

4.2.2.5. Перечень тем контрольных работ, рефератов, ТР, РГР, РПР

1. Автоматизация параметров работы воздушно-тепловых завес.

2. Автоматизация для обеспечения микроклимата .

3. Методы регулирования теплоотдачи нагревательных приборов.

4. Регулирующие клапана как элемент автоматизации инженерных систем .

5. Функции системы автоматического управления.

6. Контроллер как основной элемент современной автоматизированной системы.

7. Тепловая автоматика .

8. Комбинированные системы автоматического регулирования.

9. Системы автоматического регулирования по возмущению.

10. Водопотребление и водоотведение .

11. Измерение температуры, давления и других параметров системы ТГСиВ.

12. Определение линейной стационарной системы.

13. Динамические процессы в системах.

 

4.2.2.6. Примерный перечень тем курсовых работ (проектов)

Не планируется.

 

5. Образовательные технологии

Для реализации познавательной и творческой активности студента в учебном процессе используются современные образовательные технологии, дающие возможность повышать качество образования, более эффективно использовать учебное время и снижать долю репродуктивной деятельности студентов. В вузе представлен широкий спектр образовательных педагогических технологий, которые применяются в учебном процессе:

Проблемное обучение - создание в учебной деятельности проблемных ситуаций и организация активной самостоятельной деятельности учащихся по их разрешению, в результате чего происходит творческое овладение знаниями, умениями, навыками, развиваются мыслительные способности;

разноуровневое обучение - у преподавателя появляется возможность помогать слабому, уделять внимание сильному, реализуется желание сильных студентов быстрее и глубже продвигаться в образовании. Сильные студенты утверждаются в своих способностях, слабые получают возможность испытывать учебный успех, повышается уровень мотивации ученья;

исследовательские методы в обучении - дают возможность студентам самостоятельно пополнять свои знания, глубоко вникать в изучаемую проблему и предполагать пути ее решения, что важно при формировании мировоззрения;

лекционно-семинарско-зачетная система - дает возможность сконцентрировать материал в блоки и преподносить его как единое целое, а контроль проводить по предварительной подготовке студентов;

информационно-коммуникационные технологии - изменение и неограниченное обогащение содержания образования, использование интегрированных курсов, доступ в интернет;

здоровьесберегающие технологии - использование данных технологий позволяют равномерно во время занятия распределять различные виды заданий, определять время подачи сложного учебного материала, выделять время на проведение самостоятельных работ, что дает положительные результаты в обучении.

 

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.

Фонды оценочных средств приведены в приложении.

 

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины Математическое моделирование в строительстве

7.1. Основная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Информационное моделирование в строительстве и архитектуре (с использованием ПК Autodesk Revit) : учебно-методическое пособие / составители Е. А. Дмитренко [и др.]. — Макеевка : Донбасская национальная академия строительства и архитектуры, ЭБС АСВ, 2019. — 152 c. - http://www.iprbookshop.ru/92360

2. Солдатенко, Л. В. Введение в математическое моделирование строительно-технологических задач : учебное пособие / Л. В. Солдатенко. — Оренбург : Оренбургский государственный университет, ЭБС АСВ, 2009. — 161 c. - http://www.iprbookshop.ru/21566

3. Карпов, В. В. Математическое моделирование и расчет элементов строительных конструкций : учебное пособие / В. В. Карпов, А. Н. Панин. — Санкт-Петербург : Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, ЭБС АСВ, 2013. — 176 c. - http://www.iprbookshop.ru/19335

 

7.2. Дополнительная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Ашихмин, В. Н. Введение в математическое моделирование : учебное пособие / В. Н. Ашихмин, М. Б. Гитман, И. Э. Келлер. — Москва : Логос, 2004. — 439 c. - http://www.iprbookshop.ru/9063

2. Волков, А. А. Энергетическое моделирование объектов строительства : монография / А. А. Волков, А. В. Седов, П. Д. Челышков. — Москва : Московский государственный строительный университет, ЭБС АСВ, 2014. — 120 c. - http://www.iprbookshop.ru/30368

3. Кудинов, И. В. Теоретические основы теплотехники. Часть II. Математическое моделирование процессов теплопроводности в многослойных ограждающих конструкциях : учебное пособие / И. В. Кудинов, Е. В. Стефанюк. — Самара : Самарский государственный архитектурно-строительный университет, ЭБС АСВ, 2013. — 422 c. - http://www.iprbookshop.ru/22627

4. Журнал "Математическое моделирование" - http://www.mathnet.ru/

 

7.3. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении образовательного процесса по дисциплине, включая перечень программного обеспечения и информационных справочных систем

В образовательном процессе используются информационные технологии, реализованные на основе информационно-образовательного портала института (www.mivlgu.ru/iop), и инфокоммуникационной сети института:

- предоставление учебно-методических материалов в электроном виде;

- взаимодействие участников образовательного процесса через локальную сеть института и Интернет;

- предоставление сведений о результатах учебной деятельности в электронном личном кабинете обучающегося.

Информационные справочные системы:

Журнал "Математическое моделирование" https://www.mathnet.ru/php/journal.phtml?jrnid=mm&option_lang=rus

Математическое моделирование и численные методы https://mmcm.bmstu.ru/information/

Журнал "Современные технологии автоматизации" [URL:] http://www.cta.ru

Журнал "Автоматизация в промышленности" [URL:] http://www.avtprom.ru

Программное обеспечение:

не предусмотрено

 

7.4. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», необходимых для освоения дисциплины

iprbookshop.ru

mathnet.ru

 

8. Описание материально-технической базы, необходимой для осуществления образовательного процесса по дисциплине

 

9. Методические указания по освоению дисциплины

Для успешного освоения теоретического материала обучающийся: знакомится со списком рекомендуемой основной и дополнительной литературы; уточняет у преподавателя, каким дополнительным пособиям следует отдать предпочтение; ведет конспект лекций и прорабатывает лекционный материал, пользуясь как конспектом, так и учебными пособиями.

На практических занятиях пройденный теоретический материал подкрепляется решением задач по основным темам дисциплины. Занятия проводятся в компьютерном классе, используя специальное программное обеспечение. Каждой подгруппе обучающихся преподаватель выдает задачу, связанную с моделированием инженерных систем объектов строительства. В конце занятия обучающие демонстрируют полученные результаты преподавателю и при необходимости делают работу над ошибками.

Самостоятельная работа оказывает важное влияние на формирование личности будущего специалиста, она планируется обучающимся самостоятельно. Каждый обучающийся самостоятельно определяет режим своей работы и меру труда, затрачиваемого на овладение учебным содержанием дисциплины. Он выполняет внеаудиторную работу и изучение разделов, выносимых на самостоятельную работу, по личному индивидуальному плану, в зависимости от его подготовки, времени и других условий.

Форма заключительного контроля при промежуточной аттестации – зачет. Для проведения промежуточной аттестации по дисциплине разработаны фонд оценочных средств и балльно-рейтинговая система оценки учебной деятельности студентов. Оценка по дисциплине выставляется в информационной системе и носит интегрированный характер, учитывающий результаты оценивания участия студентов в аудиторных занятиях, качества и своевременности выполнения заданий в ходе изучения дисциплины и промежуточной аттестации.

 



РЕЦЕНЗИЯ

на  рабочую программу дисциплины

«Математическое моделирование в строительстве»

по направлению подготовки 08.03.01 Строительство

 

Рабочая программа дисциплины «Математическое моделирование в строительстве» составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта по направлению подготовки 08.03.01 Строительство.

На изучение данного курса по учебному плану отводится 108 час. (3 ЗЕТ). Формой итогового контроля изучения дисциплины является зачет .

Цель дисциплины: Цели: ознакомление студентов с методами и средствами математического моделирования в строительстве, включающими в себя: методы анализа; основные принципы и этапы создания моделей и моделирования; типовые математические схемы моделирования; вопросы использования ЭВМ и информационных технологий при анализе и моделировании процессов.

Задачи изучения дисциплины:

- сформировать общее представление о методах моделирования инженерных систем в строительстве и протекающих в них технологических процессов;

- приобретение навыков разработки моделей, оценке адекватности и точности, созданных моделей, реализации экспериментов с моделями, методами и средствами компьютерного моделирования;

- научить студента использовать программные средства математического моделирования в процессе проектирования и анализа работы инженерных систем зданий и сооружений.

Содержание занятий соответствуют требованиям образовательного стандарта. Имеется перечень вопросов для самостоятельной работы студентов, способствующий более глубокому изучению дисциплины.

Освоение дисциплины позволит студентам приобрести теоретические и практические знания, необходимые при решении задач в будущей практической деятельности.

Предлагаемые фонды оценочных средств для выявления уровня знаний и умений обучаемых полностью охватывает содержание курса и соответствуют ФГОС.

Перечень учебно-методической литературы достаточен для изучения дисциплины. Имеются ссылки на электронно-библиотечные системы.

Рабочая программа дисциплины «Математическое моделирование в строительстве» рекомендуется для использования в учебном процессе по направлению подготовки 08.03.01 Строительство.

 

__.__.2020 г.