Примерная программа наименование дисциплины математическое
| Вид материала | Примерная программа |
- Рабочая программа учебной дисциплины нейронные сети наименование магистерской программы, 103.98kb.
- Примерная программа наименование дисциплины Теория игр, 146.82kb.
- Примерная программа наименование дисциплины геология с основами геоморфологии, 197.48kb.
- Примерная программа наименование дисциплины Алгебра и теория чисел Рекомендуется для, 486.84kb.
- Примерная программа дисциплины наименование дисциплины: Информационные технологии, 180.21kb.
- Примерная программа наименование дисциплины «Технология первичной переработки продуктов, 274.03kb.
- Примерная программа учебной дисциплины "Экономика организации (предприятия)", 228.04kb.
- Примерная программа наименование дисциплины агрохимические методы исследований, 211.43kb.
- Примерная программа наименование дисциплины стандартизация и сертификация сельскохозяйственной, 345kb.
- Примерная программа наименование дисциплины производство продукции растениеводства, 307.86kb.
ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА
Наименование дисциплины – МАТЕМАТИЧЕСКОЕ
МОДЕЛИРОВАНИЕ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ
Рекомендуется для направлений подготовки
110100 «Агрохимия и агропочвоведение»
110400 «Агрономия»
110500 «Садоводство»
Квалификация (степень) выпускника - магистр
1. Цель и задачи дисциплины
Цель - формирование знаний и умений по разработке математических моделей управления воспроизводством плодородия почв и продукционным процессом в агрофитоценозах.
Задачи:
- освоение методологических и теоретических основ моделирования и проектирования;
- овладение методикой разработки моделей плодородия почв и оптимизации его воспроизводства;
- разработка моделей управления урожаем сельскохозяйственных культур и его качеством.
2. Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина «Математическое моделирование и проектирование» относится к базовой части общенаучного цикла дисциплин согласно ФГОС ВПО.
Для изучения дисциплины необходимы знания по математике, почвоведению, биологии растений, основам технологий возделывания сельскохозяйственных культур и агроэкосистемам.
Дисциплина математическое моделирование и проектирование является предшествующей для разработки новых ресурсосберегающих, экологически безопасных технологий производства растительной продукции, воспроизводства плодородия почвы, управления продукционным процессом в агроэкосистемах.
3. Требования к результатам освоения дисциплины
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующей компетенции:
- готовности применять разнообразные методологические подходы к моделированию и проектированию сортов, систем защиты растений, приемов и технологий производства продукции растениеводства.
В результате изучения дисциплины студент должен:
знать: роль моделирования в агрономии, классификацию моделей, свойства моделей, принципы и этапы математического моделирования; модели управления почвенным плодородием земель сельскохозяйственного назначения; модели сорта, планирования урожая, посева сельскохозяйственных культур, агрофитоценоза, базовых технологий производства растительной продукции;
уметь: разрабатывать модели оптимального плодородия почв и агроэкосистем различного уровня продуктивности.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы
-
Вид учебной работы
Всего
Семестр
1
Аудиторные занятия
28
28
Лекции (Л)
12
12
Практические занятия (ПЗ)
16
16
Самостоятельная работа (СРС)
80
80
В том числе:
Выполнение индивидуальных заданий по разработке моделей
50
50
Подготовка к текущему контролю
10
10
Подготовка к промежуточному контролю
20
20
Вид промежуточного контроля (зачёт)
зачет
зачет
Общая трудоемкость дисциплины часы
зачетные единицы
108
3
108
3
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
| № п/п | Наименование раздела дисциплины | Содержание разделов |
| 1 | Методологические и теоретические основы моделирования и проектирования | Понятие о моделях и моделировании. Значение моделирования в научных исследованиях по агрономии. Структура и функции модели. Способы построения модели. Классификация математических моделей и их характеристика: описательные (эмпирические) и объяснительные (теоретические), оптимизационные и имитационные, статистические и динамические, детерминистические и стохастические. Свойства модели. Принципы моделирования. Этапы моделирования: выбор типа модели и обоснование степени ее сложности, разработка содержания модели, формализация модели, определение вида функций и параметров модели, оценка адекватности модели, анализ чувствительности модели, использование модели. Роль математического моделирования при проектировании технологий управления продукционным процессом агрофитоценозов. Виды моделей, используемых в агрономии. Статистические модели агроэкосистем. Обусловленность использования регрессионных моделей особенностями эмпирических данных. История разработки статистических моделей продуктивности агроэкосистем. Моделирование по обобщенным агрометеорологическим показателям. Ограничения области применения регрессионных моделей при проектировании. Динамические модели. Сущность. Динамические модели формирования урожая. |
| 2 | Моделирование плодородия почв | Анализ свойств почв как объекта моделирования их плодородия. Причинно-следственные связи и зависимости, положенные в основу моделей почвенного плодородия. Зависимость урожая сельскохозяйственных культур от свойств и показателей плодородия почв и их обоснование для включения в модель. Определение оптимальных параметров агрофизических, агрохимических биологических показателей плодородия почв различных типов и разновидностей с учетом планируемого уровня урожайности сельскохозяйственных культур для конкретной модели. Моделирование и экспериментальное обоснование оптимальных величин показателей плодородия почвы. Технологические модели плодородия как пример информационных моделей. Разработка проектов технологий простого или расширенного воспроизводства плодородия почв и включение их в соответствующий блок модели. Экономическая и энергетическая оценка модели управления воспроизводством почвенного плодородия. Моделирование пространственного распределения свойств почвы. Динамические модели накопления и распада пестицидов. Модели почвенной эрозии. Универсальные модели потерь почвы эрозии USLE, WEPP. Модели государственного гидрологического института. |
| 3 | Моделирование агроэкосистем | М. А. Митчерлих и первые математические модели в агрономии. Описание сопряженности регулируемых показателей агроэкосистемы с ее продуктивностью на основе регрессионных (линейных и нелинейных) моделей. Моделирование и модели оптимизации структуры землепользования. Использование прогнозного моделирования при проектировании элементов систем земледелия. Моделирование в селекции сельскохозяйственных культур. Требование к модели сорта. Моделирование при планировании урожайности культур. Оптимизация модели посева культур для различных условий регионов. Модель агрофитоценоза. Модели систем удобрения и защиты растений, обработки почвы. Использование моделирования в практике регулирования сорного компонента агрофитоценозов. Моделирование связи засоренности и продуктивности. Использование моделей при разработке проектов технологий производства растительной продукции. Основные технологические блоки управления продукционным процессом растений. Базовая модель технологий производства продукции растениеводства. Адапторы к базовым технологиям. Моделирование пространственного распределения урожайности, сорняков, вредителей болезней по полю, участку, делянке. Использование математических моделей для экологически безопасного применения пестицидов в севооборотах. Понятие о программе макро-дабе. Информационное обеспечение математических моделей агроэкосистем. Системы поддержки принятия решений (СППР), геоинформационные системы (ГИС), системы управления баз данными (СУБД), автоматизированные системы управления (АСУ). Программы ARC/INFO, p MAP и их использование при прогнозе развития агроэкосистем. |
5.2.Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечивающими (последующими) дисциплинами
| № п/п | Наименование обеспечиваемых дисциплин | №№ разделов дисциплины, необходимых для изучения последующих дисциплин | ||
| 1 | 2 | 3 | ||
| 1 | | | | + |
| 2 | | + | + | |
| 3 | | + | + | |
| 4 | Практика и научно-исследовательская работа | + | + | + |
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
| № п/п | Наименование раздела дисциплины | Лекции | ПЗ | СРС | Всего |
| 1 | Методологические и теоретические основы моделирования и проектирования | 4 | - | 8 | 12 |
| 2 | Моделирование плодородия почв | 4 | 8 | 36 | 48 |
| 3 | Моделирование агроэкосистем | 4 | 8 | 36 | 48 |
| | ВСЕГО | 12 | 16 | 80 | 108 |
6. Практические занятия
| № п/п | № раздела дисциплины | Наименование практических занятий | Трудоемкость, часы |
| 1 | 2 | Разработка модели оптимального плодородия одного из типов почв региона. | 4 |
| 2 | 2 | Разработка модели воспроизводства плодородия почв при разной интенсивности их использования. | 4 |
| 3 | 3 | Разработка модели посева сельскохозяйственных культур в различных условиях региона. | 2 |
| 4 | 3 | Разработка модели агрофитоценоза полевых и садовых культур в различных почвенно-климатических условиях | 2 |
| 5 | 3 | Разработка модели сорта различных культур. | 2 |
| 6 | 3 | Разработка базовой технологии возделывания полевых и садовых культур. | 2 |
7. Примерная тематика курсовых проектов (работ) - не предусмотрено
8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература:
- Системы земледелия. Под ред. А.Ф.Сафонова. - М.: КолосС, 2006. – 445 с.
- Войтович Н.В. Плодородие почв Нечерноземной зоны и его моделирование. – М.: Колос, 1997. – 388с.
- Образцов А.С. Системный метод: применение в земледелии. М.: Агропромиздат, 1990. – 303 с.
- Смиряев А.В., Исачкин А.В., Панкина Л.К. Моделирование в биологии и сельском хозяйстве. Учебное пособие. – М.ФГОУ ВПО РГАУ - МСХА, 2008, 132с.
- Тюрин Ю.Н. , Макаров А.А. Статистический анализ данных на компьютере. М.: Инфра, 1997, 528с.
б) дополнительная литература:
- Информационно-справочные системы по оптимизации землепользования в условиях ЦЧЗ (под ред. И.И. Васенева и Г.Н. Черкасова). Курск, 2002, 118с.
- Пегов С.А., Хомяков П.М. Моделирование развития экологических систем. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. – 217 с.
- Петросян Н.А., Захаров В.В. Введение в математическую экологию. – Л.: Изд-во Ленингр. Ун-та, 1986. – 222 с.
- Рыжова И.М. Математическое моделирование почвенных процессов. М.: Изд-во МГУ, 1987. – 86 с.
- Сиротенко О.Д. Математическое моделирование водно-теплового режима и продуктивности агроэкосистем. Л. Гидромет., 1981, 167с.
- Полуэктов Р.А. Динамические модели агроэкосистемы. Л. Гидрометиздат, 1991, 310с.
- Фрид А.С. Система моделей плодородия почв // Сб. Плодородие почв: проблемы, исследования, модели, М., 1985.
- Фрид А.С., Прохорова З.А. Изучение и моделирование плодородия почв на базе длительного полевого опыта // М., Наука, 1993.
- Шишкин И.А., Болотов А.Л., Куранов В.Д., Аносова Н.Д. Модели в экологии / Под. ред. Н.С.Москвитиной, В.А. Батурина. – Томск: Изд-во Томского ун-та, 1992. – 77 с.
- Шишов Л.Л., Карманов И.И., Дурманов Д.Н. Критерии и модели плодородия почв. – М.: Агропромиздат, 1987. 184 с.
в) программное обеспечение - SLAM II, GPSS, SIMULA, DINAMO, картографические системы: ARC/INFO, pMAP, IDIRSI (США), TERRASOFT, PAMAP, SPANS, COMPUGRID/STRINGS (Канада), CLIMEX (Австрия), SICAD (Германия) и др.
г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы: ГИС, реферативная база данных Агрикола и ВИНИТИ, Агропоиск; Rambler, Yandex, Google.
- Материально-техническое обеспечение дисциплины
Компьютерный класс, мультимедийное оборудование.
10. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины
По первому разделу дисциплины лекции и практические занятия организуются по традиционным образовательным технологиям. При изучении второго и третьего разделов будут использованы активные и интерактивные формы проведения занятий (семинары в диалоговом режиме, дискуссии, компьютерные симуляции, деловые и ролевые игры, разбор конкретных ситуаций, групповые дискуссии), результаты работы студенческих исследовательских групп, вузовские и межвузовские телеконференции) в сочетании с внеаудиторной работой с целью формирования и развития профессиональных навыков обучающихся.
Разработчики:
| РГАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева | профессор, кафедры земледелия и МОД | Н.Ф.Хохлов |
| РГАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева | профессор, кафедры земледелия и МОД | А.Ф.Сафонов |
| | | |
| Экспертs: | | |
| | | |