Wydział Kształtowania Środowiska i Rolnictwa - Technika rolnicza i leśna (N2)
specjalność: informatyka i doradztwo w technice rolniczej i leśnej
Sylabus przedmiotu Metody matematyczne w technice:
Informacje podstawowe
Kierunek studiów | Technika rolnicza i leśna | ||
---|---|---|---|
Forma studiów | studia niestacjonarne | Poziom | drugiego stopnia |
Tytuł zawodowy absolwenta | magister inżynier | ||
Obszary studiów | nauk rolniczych, leśnych i weterynaryjnych, studiów inżynierskich | ||
Profil | ogólnoakademicki | ||
Moduł | — | ||
Przedmiot | Metody matematyczne w technice | ||
Specjalność | przedmiot wspólny | ||
Jednostka prowadząca | Katedra Inżynierii Odnawialnych Źródeł Energii | ||
Nauczyciel odpowiedzialny | Rafał Nowowiejski <Rafal.Nowowiejski@zut.edu.pl> | ||
Inni nauczyciele | |||
ECTS (planowane) | 3,0 | ECTS (formy) | 3,0 |
Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
KOD | Wymaganie wstępne |
---|---|
W-1 | Wiadomości z kursu matematyki na kursie inżynierskim. |
W-2 | Wiadomości z fizyki, techniki cieplnej, mechaniki i wytrzymałości materiałów na poziomie z kursu inżynierskiego. |
W-3 | Znajomość programu Excel. |
W-4 | Zaliczenie kursu matematyki na stopniu inżynierskim. |
W-5 | Znajomość programu obliczeniowego Excel. |
Cele przedmiotu
KOD | Cel modułu/przedmiotu |
---|---|
C-1 | Zapoznanie z podstawowymi metodami numerycznymi oraz poszerzenie znajomości metod matematycznych, co ma umożliwić nabycie umiejętności tworzenia algorytmów obliczeniowych do rozwiązywania sformułowanych matematycznie problemów technicznych. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
KOD | Treść programowa | Godziny |
---|---|---|
ćwiczenia audytoryjne | ||
T-A-1 | Opis problemu inżynierskiego układem algebraicznych równań liniowych w postaci macierzowej oraz rozwiązanie go przy pomocy programu Excel. | 2 |
2 | ||
laboratoria | ||
T-L-1 | Tworzenie modelu matematycznego i algorytmu jego rozwiązania. Rozwiązanie analityczne i przybliżone (numeryczne). Określenie jego błędów. | 1 |
T-L-2 | Określanie miejsc zerowych funkcji jednej zmiennej. Przyklady inżynierskie. | 1 |
T-L-3 | Różniczkowanie i całkowanie numeryczne w przykładach inżynierskich. | 2 |
T-L-4 | Interpolacja – wielomiany interpolacyjne Newtona i Lagrange’a. Zastosowania inżynierskie. | 1 |
T-L-5 | Numeryczne rozwiązywanie układów liniowych równań algebraicznych. Zastosowania inżynierskie. | 2 |
T-L-6 | Rozwiązywanie problemów optymalizacji w przykładach inżynierskich. | 1 |
8 | ||
wykłady | ||
T-W-1 | Wiadomości podstawowe. Modelowanie matematyczne zjawisk fizycznych. Algorytmizacja obliczeń. Rozwiązania analityczne i numeryczne modelu matematycznego. Błędy obliczeń w metodach numerycznych. | 1 |
T-W-2 | Miejsca zerowe funkcji jednej zmiennej. Metody zamknięte – połowienia, regula falsi. Metody otwarte – Newtona, siecznych. | 2 |
T-W-3 | Dopasowywanie krzywych. Interpolacja i aproksymacja. Wielomiany interpolacyjne Newtona i Lagrange’a. Splajny. | 1 |
T-W-4 | Różniczkowanie i całkowanie numeryczne. Ekstrapolacja Richardsona. Metody trapezów i Simpsona. Metoda Romberga. | 2 |
T-W-5 | Rozwiązywanie metodami numerycznymi układów liniowych równań algebraicznych. Metody dokładne. Metody iteracyjne. | 1 |
T-W-6 | Optymalizacja. Zastosowanie narzędzia Excel Solver w rozwiązywaniu zagadnień optymalizacyjnych. | 1 |
T-W-7 | Równania różniczkowe zwyczajne. Metody Eulera i Rungego-Kutty. | 1 |
T-W-8 | Zarys metody elementów skończonych. Przekształcenia Laplace’a i jego zastosowanie. | 1 |
10 |
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
KOD | Forma aktywności | Godziny |
---|---|---|
ćwiczenia audytoryjne | ||
A-A-1 | Uczestnictwo w zajęciach. | 2 |
A-A-2 | Samodzielne rozwiązanie zadanego problemu. | 4 |
A-A-3 | Konsultacje | 3 |
9 | ||
laboratoria | ||
A-L-1 | Uczestnictwo w ćwiczeniach. | 8 |
A-L-2 | Samodzielne rozwiązywanie zadanych przykładów. | 8 |
A-L-3 | Samodzielna praca z podręcznikiem. | 8 |
A-L-4 | Przygotowanie pracy zaliczeniowej | 6 |
A-L-5 | Konsultacje i praca ze źródłami. | 15 |
A-L-6 | Przygotowanie do zaliczenia ćwiczeń. | 5 |
50 | ||
wykłady | ||
A-W-1 | Uczestnictwo w wykładach. | 10 |
A-W-2 | Praca z podręcznikami. | 15 |
A-W-3 | Przygotowanie do egzaminu. | 5 |
30 |
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
---|---|
M-1 | Wykład informacyjny |
M-2 | Ćwiczenia przedmiotowe |
Sposoby oceny
KOD | Sposób oceny |
---|---|
S-1 | Ocena formująca: kontrola przyswajania materiału przekazywanego na wykładach |
S-2 | Ocena formująca: ocena aktywności na ćwiczeniach |
S-3 | Ocena podsumowująca: sparwadzian pisemny zaliczający wykłady |
S-4 | Ocena podsumowująca: ocena samodzielnego zadania z ćwiczeń laboratoryjnych |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
---|---|---|---|---|---|---|---|
TRL_2A_B01_W01 Ma wiedzę w zakresie metod matematycznych stosowanych w technice, obejmującą kierunki rozwoju metod obliczeniowych, realność fizyczną i jej model, algorytmizację, podstawowe metody numeryczne, przydatną do oceny możliwości i sposobów numerycznego rozwiązania problemów w zagadnieniach technicznych. | TRL_2A_W06 | R2A_W01 | InzA2_W02 | C-1 | T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-7, T-W-8 | M-1, M-2 | S-3, S-2, S-4 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
---|---|---|---|---|---|---|---|
TRL_2A_B01_U01 Potrafi wykorzystać poznane metody matematyczne i statystyczne do rozwiązywania zadań inżynierskich, a także prostych problemów badawczych występujących w rolnictwie oraz gospodarce leśnej. | TRL_2A_U07 | R2A_U04 | InzA2_U01, InzA2_U07 | C-1 | T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-7 | M-1, M-2 | S-3, S-4 |
Zamierzone efekty kształcenia - inne kompetencje społeczne i personalne
Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
---|---|---|---|---|---|---|---|
TRL_2A_B01_K01 Ma świadomość poziomu swoich umiejętności i wiedzy, rozumie potrzebę ciągłego samodoskonalenia się zawodowego, potrafi samodzielnie wyznaczyć kierunki własnego rozwoju i kształcenia, a także drugich osób, potrafi trafnie i precyzyjnie formułować pytania, w celu pogłębienia własnego zrozumienia danego zagadnienia lub odnalezienia brakujących elementów rozumowania, jest świadomy i przygotowany do pozyskiwania informacji z literatury, baz danych i innych źródeł (również w języku obcym) oraz ich łącznia, interpretowania i analizy. | TRL_2A_K02 | R2A_K01, R2A_K07 | — | C-1 | T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5 | M-1, M-2 | S-2 |
Kryterium oceny - wiedza
Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
---|---|---|
TRL_2A_B01_W01 Ma wiedzę w zakresie metod matematycznych stosowanych w technice, obejmującą kierunki rozwoju metod obliczeniowych, realność fizyczną i jej model, algorytmizację, podstawowe metody numeryczne, przydatną do oceny możliwości i sposobów numerycznego rozwiązania problemów w zagadnieniach technicznych. | 2,0 | Student nie posiada dostatecznej wiedzy z zakresu metod matematycznych. |
3,0 | Student posiada podstawową wiedzę w zakresie metod matematycznych. | |
3,5 | Student posiada połowiczną wiedzę w zakresie metod matematycznych. | |
4,0 | Student posiada dobrą wiedzę w zakresie metod matematycznych. | |
4,5 | Student posiada ponad dobrą wiedzę w zakresie metod matematycznych. | |
5,0 | Student posiada bardzo dobrą wiedzę w zakresie metod matematycznych. |
Kryterium oceny - umiejętności
Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
---|---|---|
TRL_2A_B01_U01 Potrafi wykorzystać poznane metody matematyczne i statystyczne do rozwiązywania zadań inżynierskich, a także prostych problemów badawczych występujących w rolnictwie oraz gospodarce leśnej. | 2,0 | Studentnie posiada żadnej umiejętności w zakresie matematycznej analizy problemu technicznego i nie potrafi zastosować żadnej metody numerycznej do jego rozwiązania. |
3,0 | Studentnie posiada podstawowe umiejętności w zakresie matematycznej analizy problemu technicznego i nie potrafi zastosować żadnej metody numerycznej do jego rozwiązania. | |
3,5 | Studentnie posiada połowiczne umiejętności w zakresie matematycznej analizy problemu technicznego i nie potrafi zastosować żadnej metody numerycznej do jego rozwiązania. | |
4,0 | Studentnie posiada dobre umiejętności w zakresie matematycznej analizy problemu technicznego i nie potrafi zastosować żadnej metody numerycznej do jego rozwiązania. | |
4,5 | Studentnie posiada ponad dobre umiejętności w zakresie matematycznej analizy problemu technicznego i nie potrafi zastosować żadnej metody numerycznej do jego rozwiązania. | |
5,0 | Studentnie posiada bardzo dobre umiejętności w zakresie matematycznej analizy problemu technicznego i nie potrafi zastosować żadnej metody numerycznej do jego rozwiązania. |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
---|---|---|
TRL_2A_B01_K01 Ma świadomość poziomu swoich umiejętności i wiedzy, rozumie potrzebę ciągłego samodoskonalenia się zawodowego, potrafi samodzielnie wyznaczyć kierunki własnego rozwoju i kształcenia, a także drugich osób, potrafi trafnie i precyzyjnie formułować pytania, w celu pogłębienia własnego zrozumienia danego zagadnienia lub odnalezienia brakujących elementów rozumowania, jest świadomy i przygotowany do pozyskiwania informacji z literatury, baz danych i innych źródeł (również w języku obcym) oraz ich łącznia, interpretowania i analizy. | 2,0 | Student nie uczestniczy w żaden sposób w pracy grupowej, nie podejmuje żadnych własnych inicjatyw, cechuje się postawą nieodpowiedzialną i brakiem sumienności w zdobywaniu wiedzy i jej praktycznym wykorzystaniu. |
3,0 | Student biernie uczestniczy w pracy grupowej, nie podejmuje żadnych własnych inicjatyw, cechuje się dostateczną odpowiedzialnoscią i sumiennością w zdobywaniu wiedzy i jej praktycznym wykorzystaniu. | |
3,5 | Student dość aktywnie uczestniczy w pracy grupowej, próbuje podejmować własne inicjatywy, cechuje się dość odpowiedzialną i sumienną postawą w zdobywaniu wiedzy i jej praktycznym wykorzystaniu. | |
4,0 | Student aktywnie uczestniczy w pracy grupowej, próbuje podejmuje własne inicjatywy, cechuje się odpowiedzialną i sumienną postawą w zdobywaniu wiedzy i jej praktycznym wykorzystaniu. | |
4,5 | Student aktywnie uczestniczy w pracy grupowej, potrafi zorganizować pracę zespołową, podejmuje własne inicjatywy, jest odpowiedzialny za działania własne i zespołowe, cechuje się odpowiedzialną i sumienną postawą w zdobywaniu wiedzy i jej praktycznym wykorzystaniu. | |
5,0 | Student bardzo aktywnie uczestniczy w pracy grupowej, potrafi bardzo dobrze zorganizować pracę zespołową, podejmuje własne przemyślane inicjatywy i w świadomy sposób dąży do ich realizacji, jest bardzo odpowiedzialny za działania własne i zespołowe, cechuje się bardzo odpowiedzialną i sumienną postawą w zdobywaniu wiedzy i jej praktycznym wykorzystaniu. |
Literatura podstawowa
- Kącki E., Małolepszy A., Romanowicz A., Metody numeryczne dla inżynierów, WSI, Łódź, 2005
- Majchrzak E., Mochnacki B., Metody numeryczne: Podstawy teoretyczne, aspekty praktyczne i algorytmy, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 1994
- Tao Pang, Metody obliczeniowe w fizyce, PWN, 2001
- Kącki E., Małolepszy A., Romanowicz A., Metody numeryczne dla inzynierów, Wyższa Szkoła Informatyki w Łodzi, Łódź, 2005
- Slavicek E., Technika obliczeniowa dla chemików, WNT, Warszawa, 2002
Literatura dodatkowa
- Obecny A., Matematyka z komputerem, Helion, 2004
- Obecny A., Matematyka z komputerem, Helion, Gliwice, 2004
- Krok E., Algorytmy dla każdego, Uniwersytet Szczeciński, 2001