Математические методы и модели МПИ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Математические методы и модели МПИ
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
Направление подготовки 020700 – ГЕОЛОГИЯ
Магистерская программа 020700.68.05. – Геология и геохимия
полезных ископаемых
Квалификация выпускника Магистр
Форма обучения - очная
ТОМСК 2010
Рабочая программа по дисциплине «Математические методы и модели МПИ»
составлена на основе требований Федерального государственного образовательного
стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки
020700 Геология, квалификация «магистр» (приказ Минобрнауки России №231 от
29 марта 2010 г).
Общий объём дисциплины 108 часов. Из них лекции – 10 ч., семинарские
занятия – 26 ч., самостоятельная работа студентов – 72 ч.
Зачёт в 1 семестре.
Общая трудоёмкость дисциплины 3 зачётные единицы.
Автор: Князев Георгий Борисович - кандидат геолого-минералогических наук,
доцент кафедры минералогии и геохимии
РЕЦЕНЗЕНТ: Коноваленко Сергей Иванович – кандидат геолого-минералогических наук, доцент кафедры минералогии и геохимии
2
1.
Цели освоения дисциплины
Основной целью курса «Математические методы и модели МПИ»
является формирование у будущего специалиста по геологии и геохимии
полезных
ископаемых
фундаментальные
представления
по
теории
рудообразования.
2. Место дисциплины в структуре ООП магистратуры
Дисциплина «Математические методы и модели МПИ» является
компонентом вариативной части профессионального цикла М.2 учебного плана
подготовки магистра по направлению подготовки 020700 Геология.
Для успешного освоения дисциплины обучающиеся должны владеть
элементарными знаниями основных понятий физики, математики и химии в
рамках вузовских программ, региональной геологии, минералогии, петрологии,
геохимии, геологии полезных ископаемых, информатики.
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения
дисциплины «Математические методы и модели МПИ»
Студент, прослушавший курс «Математические методы и модели МПИ»
должен обладать следующими компетенциями
а) общекультурные (ОК):
- готов самостоятельно совершенствовать и развивать свой
интеллектуальный и общекультурный уровень (ОК-1);
- готов к самостоятельному обучению новым методам исследования и их
внедрению в процесс профессиональной деятельности (ОК-2);
- способен самостоятельно приобретать с помощью информационных
технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения,
в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности
(ОК- 6);
- способен анализировать и адекватно оценивать собственную и чужую
деятельность, способность адаптироваться к новым ситуациям, разбираться в
социальных проблемах, связанных с профессией (ОК-8);
- способен самостоятельно выбирать и применять на практике методы и
средства познания для достижения поставленной цели (ОК-10);
б) профессиональные (ПК):
- способен самостоятельно приобретать, осмысливать, структурировать
и использовать в профессиональной деятельности новые знания и умения,
развивать свои инновационные способности (ПК-1);
- способен самостоятельно формулировать цели исследований,
устанавливать последовательность решения задач (ПК-3);
3
- способен самостоятельно проводить научные эксперименты и
исследования, обобщать и анализировать экспериментальную информацию,
делать выводы, формулировать заключения и рекомендации (ПК-4);
- способен применять на практике знания фундаментальных и стыковых
прикладных разделов специальных дисциплин магистерской программы (ПК-6);
- способен создавать модели изучаемых объектов на основе
использования углубленных теоретических и практических знаний в области
геологии, полученных при освоении магистерской программы (ПК-7);
- способен профессионально выбирать и творчески использовать
современное научное и техническое оборудование и компьютерные технологии
для решения научных и практических задач (ПК-11);
- способен критически анализировать, представлять, защищать,
обсуждать и распространять результаты своей профессиональной деятельности
(ПК-12).
- способен самостоятельно ставить конкретные задачи научных
исследований в области геологии, геофизики, геохимии, гидрогеологии и
инженерной геологии, нефтяной геологии, экологической геологии (в
соответствии с профильной направленностью ООП магистратуры) и решать их с
помощью
современной
аппаратуры,
оборудования,
информационных
технологий, с использованием новейшего отечественного и зарубежного опыта
(ПК-14);
- способен участвовать в руководстве научно-учебной работой
обучающихся в области геологии (ПК-23);
- способен проводить семинарские, лабораторные и практические занятия
(ПК-24).
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
– знать методы оценки термодинамических параметров рудообразования
и состава минералообразующих сред по результатам анализа парагенезисов и
включений в минералах. Роль эксперимента в рудной геологии и геохимии,
особенности условий минералообразования при разных экзогенных и
эндогенных рудообразующих процессах;
– уметь
анализировать минеральные парагенезисы с учетом данных
эксперимента и физико-химического моделирования;
– владеть методами физико-химического моделирования на ЭВМ с
помощью одного из специальных прикладных пакетов
4
4. Структура и содержание дисциплины «Математические методы и модели МПИ»
Общая трудоёмкость дисциплины составляет 3 зачётные единицы, 108 часов.
3
4
Семинары
Самостоятельная
работа студентов
2
Лекции
1
Математика в приклад-ных
геологических исследованиях. Объекты
математических прикладных исследований в
геологии. Типы задач
Модели. Общие пробле-мы
моделирования. Концепции
и содержание моделей.
Детерминиро-ванные и
вероятностные модели
Примеры моделей при
описании экзогенных и
магматогенных
месторождений
Промежуточная аттестация
Всего
Неделя семестра
Раздел дисциплины
Семестр
№
п/п
Виды учебной
работы,
включая
самостоятельную работу
студентов и
трудоемкость
(в часах)
4
8
24
4
8
24 Устный опрос
710
1
Формы промежуточного контроля
4.1 Структура преподавания дисциплины
Устный опрос,
контрольная
работа 1
1114
1
1
1
1518,
2
10
10
26
Устный опрос
Контрольная
24
работа 2
19
72
зачет
108
4.2. Содержание разделов дисциплины
Математика в прикладных геологических исследованиях. Объекты
математических прикладных исследований в геологии Типы задач, возникающих
при обработке геолого-геохимических данных. Прикладные задачи в геологии
полезных ископаемых и теории рудообразования.
Модели. Общие проблемы моделирования. Концепции и содержание
моделей. Детерминированные и вероятностные модели. Взаимосвязь между
5
разными типами моделей. Модели природных процессов: динамические,
статические и вероятностные.
Исследование моделей. Машинный (вычислительный) эксперимент.
Исследование систем уравнений. Оценка динамических характеристик
стохастического типа.
Примеры моделей при описании экзогенных и магматогенных
месторождений.
5. Образовательные технологии
●
Все лекции проводятся с применением мультимедийных средств;
●
На семинарах обсуждаются обобщающие доклады студентов по
опубликованным результатам моделирования конкретных типов месторождений
и процессов рудообразования.
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы
студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости,
промежуточной успеваемости, по итогам освоения дисциплины
6.1. Примерный перечень тем семинарских занятий
1. Графические методы представления геологических объектов и данных.
2. Свойства (параметры) геолого-геохимических объектов их математическое
представление. Измерение геологических данных. Понятие о геологогеохимических системах.
3. Одномерные, двумерные и многомерные геологические и геохимические
данные. Информационные модели геологических объектов.
4. Матрицы геолого-геохимических данных, их структура и методы анализа.
5. Статистические методы оценки изменчивости и классификации геологических
объектов и процессов
6.2. Примерные темы заданий для самостоятельной работы
1. Создать модель образования пластового месторождения самородной серы в
известняках с заданными параметрами с использованием программы
«селектор»
2. Создать в программе «Селектор» модель процесса образования известковых
скарнов с заданными термодинамическими параметрами и некоторым
реальным составом вмещающих пород
3. Смоделировать процесс накопления солей в осадочном бассейне с заданным
солевым составом воды.
6
6.3. Примерный перечень контрольных вопросов вопросов
1. Охарактеризуйте главные минеральные парагенезисы известковоскарновых
месторождений.
2. Каковы условия существования карбонатитового расплава?
3. Охарактеризуйте условия и формы осаждения железа при формировании
соответствующих месторождений.
4.Главные минеральные парагенезисы ликвационных месторождений и
термодинамические параметры процессов их образования
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
«Математические методы и модели МПИ»
а) основная литература
Борисов М.В. Геохимические и термодинамические модели жильного
гидротермального рудообразования.-М.: Научный мир, 2000. - 356 с.
Кисляков Я.М., Щеточкин В.И. Гидрогенное рудообразование. – М.:
Геоинформмарк, 2000. – 608 с.
Пергудов Ф. И., Тарасенко Ф.П. Основы системного анализа. Учебное
пособие. - Томск: Изд-во НТЛ, 2001. - 390 с.
Старостин В.И. Геология полезных ископаемых. Учебник - М:
Академический проспект, 2004. - 512 с.
б) дополнительная литература:
Генетические модели эндогенных рудных формаций. – Новосибирск:
Наука, т.1, 1983. - 176 с.
Генетические модели эндогенных рудных формаций. – Новосибирск:
Наука, т.2, 1983. - 184 с.
Кноринг Л.Д., Деч В.Н. Геологу о математике.- Л.: Недра, 1989. - 204 с.
Синяков В.И. Основы теории рудогенеза. – Л.: Недра, 1987. - 192 с.
Фанерозойские осадочные палеобассейны России: проблемы эволюции
и минерагении неметаллов./ У.Г. Дистанов, Е.М. Аксёнов, Н.Н. Ведерников и др.
М.: ЗАО «Геоинформмарк», 2000. - 400 с.
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Обучение по дисциплине «Математические методы и модели МПИ»
осуществляется на базе:
- дисплейного класса №148 (1-го учебного корпуса ТГУ), с 12
индивидуальными рабочими местами и установленными лицензионными
программами «ArGis v/9.4». «Statistica v.6.1», «EXCEL» и программным
комплексом «Селектор».
- для самостоятельной работы используются информационные возможности
библиотеки Томского государственного университета, а также сети Интернет.
7