Направления и специальности
Кафедра проводит все виды занятий по (очной, заочной) формам обучения для студентов всех специальностей и направлений бакалавриата по дисциплине "Математика", включающей основные разделы математики: “Линейная алгебра”, “Аналитическая геометрия”, “Математический анализ”, “Теория вероятностей и математическая статистика”.
Преподаваемые дисциплины
...
Учебно-методическая деятельность
Кафедрой создан комплекс учебно-методических материалов, позволяющих вести занятия на высоком методическом уровне. Переработаны все рабочие учебные программы с учетом требований многоуровневой системы. Составлен план сквозной математической подготовки с учетом потребностей специальных дисциплин.
На кафедре ведется научно-методическая работа по совершенствованию учебного процесса. Цель исследований – поиск естественно-научных подходов к разработке образовательных технологий и форме организации учебно-познавательной деятельности студентов. Системное исследование биофизических и психофизиологических механизмов и закономерностей познавательной деятельности позволило:
- разработать пространственно-временную структуру лекционных и практических занятий, учитывающую закономерности эмоциональной памяти, творческой фазы мышления и межполушарных взаимодействий;
-
разработать и внедрить методику фронтального письменного контроля (ФПО) за усвоением теоретического материала;
-
подготовить по всем разделам курса высшей математики банки задач, обеспечивающие временную структуру учебной деятельности студентов;
-
создать варианты индивидуальных расчетно-графических заданий, ориентированных на интенсивную самостоятельную работу студентов.
По результатам проводимых исследований подготовлены методические рекомендации для преподавателей по организации различных видов учебно-познавательной деятельности студентов. По инициативе кафедры в рамках университета проводится городской методический семинар.
Коллектив кафедры ежегодно выполняет фундаментальные исследования по четырём научным направлениям. Развивается зарубежное сотрудничество. Сотрудники кафедры участвуют в работе международных и Российских конференций.
Научные направления кафедры
1. Математичекое моделирование физических явлений и технологических процессов
В.А. Старенченко, Т.А. Шалыгина, Ю.А. Абзаев, Р.И.Лазарева, О.В. Иванова, О.А. Сергеева, Т.С. Куницына, О.Д. Пантюхова, М.В. Зголич, Я.Д.Липатникова, Д.Н. Черепанов
Исследования направлены на создание математических моделей пластической деформации и упрочнения чистых металлов, однофазных сплавов с ГЦК решеткой, гетерофазных материалов, упорядоченных сплавах с некогерентными частицами, сплавов со сверхструктурой L12, в условиях одноосной деформации, релаксации напряжений, ползучести и циклической деформации.
Проводятся исследования по темам:
-
Математическая модель пластической деформации чистых металлов и однофазных сплавов с ГЦК решеткой
- Влияние точечных дефектов на формирование субструктур деформации
- Математическая модель релаксации напряжений и ползучести чистых металлов и сплавов с ГЦК решеткой.
- Математическая модель пластической деформации гетерофазных материалов.
- Моделирование термического упрочнения в упорядоченных сплавах с некогерентными частицами.
- Моделирование пластической деформации системы твердых тел.
- Моделирование диффузионных процессов через границу раздела при пластической деформации системы кристаллических тел.
- Динамика дислокаций, механические свойства и термическое упрочнение в сплавах со сверхструктурой L12.
2. Разработка вопросов моделирования и экспериментального исследования процессов деформирования и разрушения материалов при динамических нагрузках
Н.Н. Белов, Л.А. Валуйская, Я.Д. Липатникова
Исследования направлены на создание методов прочностных расчетов элементов конструкций, в том числе строительных, на взрывные и ударные нагрузки.
Исследования позволяют обеспечить:
-
уточнение научных представлений по деформированию и разрушению материалов, в том числе природных и новых композитов и конструкций из них в условиях больших нелинейных деформаций, полиморфных переходов накопления повреждений при взрывном и ударном нагружениях;
-
разработку на этой основе новых версий математических моделей и программного обеспечения расчета напряженно-деформированного состояния и разрушения твердых тел при интенсивном импульсном воздействии;
-
создание расчетно-экспериментального метода исследований;
-
разработку научных основ к требуемым физико-механическим характеристикам вновь разрабатываемых материалов, функционирующих в условиях высокоскоростного удара и взрыва;
-
использование разработанной методологии исследования высокоскоростных ударных явлений в учебном процессе и при подготовке кадров высшей квалификации (аспирантов, докторантов).
Проводятся исследования по темам:
Компьютерное моделирование поведения материалов при ударном нагружении.
Математическое моделирование последствий соударения метеорита с поверхностью земли.
Математическое моделирование процессов динамического разрушения твердых тел.
Моделирование ударно-волнового прессования порошковой керамики на баллистическом стенде.
Компьютерное моделирование ударно-волнового инициирования детонации экранированного ВВ.
Моделирование наклонного соударения стержня с элементом динамической защиты.
Моделирование деформирования и разрушения пористой керамики.
Моделирование влияния пористости материала ударника на процесс кратерообразования.
3. Психофизиологические и биофизические основы процессов учебной и познавательной деятельности человека
Л.А. Валуйская, Д.Н. Черепанов вместе с сотрудниками кафедры прикладной математики: Л.Е. Поповым, С.Н. Колупаевой.
Разработаны основы технологии индивидуальной познавательной деятельности, выявлены естественные этапы и критерии завершенности этой деятельности (на осознанном, сверхсознательном и поведенческом уровнях). Установлены некоторые новые закономерности неосознаваемой компоненты познавательной деятельности, а также количественные характеристики взаимодействия сознания и сверхсознания. Сформулированы основные идеи метода модельных ситуаций, позволяющего на основе наблюдений, аналогии и индукции учитывать в технологиях обучения неосознанную (сверхсознательную, по Станиславскому-Симонову) компоненту познавательной деятельности.
Кафедра высшей математики организована в 1952 году и стала одной из первых кафедр созданного в то время строительного института.
Первым заведующим кафедрой стал выпускник механико-математического факультета ТГУ Михин Василий Яковлевич, который читал лекции по математике на единственном тогда потоке института, насчитывающем 184 студента по специальности ПГС. Практические занятия проводили выпускники ТГУ: Березин Н.Г. и Власов И.А.
У истока создания кафедры стояли: Альбар С.И., Логунов В.Н., Белоногов В.А., ставшие в последствии докторами физико-математических наук.
Значительное оживление научно-исследовательской работы началось с конца 60-х – начала 70-х годов, когда на кафедре начали работу молодые и энергичные сотрудники: М.И. Слободской, Б.В. Дудка , В.И. Киселев, В.М. Дементьев, А.В. Ушаков .
С 1971 по 1977 годы кафедру возглавлял доцент кандидат физико-математических наук Н.Г. Березин и по настоящее время работает в нашем университете доцентом кафедры геодезии.
Более 30 лет на кафедре трудились: Жарков В.М., Киселёв В.И., Вяткина Л.Н., Кочева З.Н., Рябинина З.Т., Шишков В.С., Цепилевич Л.И., Лесняк Л.И., Мокряк Н.А.
В 1977 году на должность заведующего кафедрой был избран доктор физико-математических наук, профессор Леонид Евгеньевич Попов. Многогранность личности Леонида Евгеньевича, его эрудиция и глубокие познания в самых различных областях естествознания позволили ему направить научно-методическую работу кафедры на поиск путей интенсификации учебно-познавательной деятельности студентов на основе современных представлений о психофизиологических закономерностях этой деятельности. Результаты проведённых исследований позволили коллективу кафедры использовать эти наработки по циклической природе творческого мышления, связанные с положительно-эмоциональной и отрицательно-эмоциональной активацией центральной нервной системы, разработать оптимальную пространственно-временную структуру лекционных и практических занятий, выработать и применять рекомендации по организации самостоятельной работы студентов, основанные на теории адаптационных реакций организма. По всем разделам курса математики были созданы банки задач и варианты расчётно-графических заданий, ориентированные на интенсивную самостоятельную работу студентов.
Л.Е. Попов объединил учёных кафедры в эффективно работающий научный коллектив. На кафедре возникло одно из основных научных направлений, развившееся в последствии в математическое моделирование физических явлений и технологических процессов.
С тех пор на кафедре одновременно развиваются два направления:
- Математическое моделирование пластической деформации материалов.
- Психофизиологические и биофизические закономерности познавательной деятельности.
Регулярно проводится методический семинар кафедры, тематика которого включает в себя обсуждение методических разработок, организацию учебного процесса, анализ открытых лекций и практических занятий, организацию и систему контроля выполнения РГР студентами. На методическом семинаре обсуждаются идеи высказанные Л.Е. Поповым в цикле лекций «Цели образования в условиях нового информационного состояния человечества».
Больших успехов достиг коллектив кафедры в математическом моделировании пластичности материалов. Здесь следует отметить плодотворную работу: В.А. Старенченко, В.С. Кобытева, Ю.А. Абзаева, Р.И. Лазаревой, Т.А. Шалыгиной, О.В. Ивановой и других.
В 1985 году на базе кафедры высшей математики (ВМ) была создана новая кафедра прикладной математики (ПМ). Заведующим кафедрой ПМ был назначен профессор Л.Е. Попов, а заведующим кафедрой ВМ был избран доцент, кандидат физико-математических наук В.М. Дементьев.
В 1987 года заведующим кафедрой был избран доктор физико-математических наук, профессор Виктор Сергеевич Кобытев.
С 1995 года кафедрой руководит доктор физико-математических наук, профессор, академик МАН ВШ, почётный работник высшего профессионального образования, декан ООФ Владимир Александрович Старенченко – талантливый учёный, прекрасный организатор и педагог. Под его руководством кафедра достигла серьёзных успехов, как в научно-методической, так и в научно-исследовательской работе. По инициативе Владимира Александровича написаны учебники по курсу высшей математики (авторы Л.И. Лесняк, В.А. Старенченко), получившие гриф УМО РФ.
Доцент Шалыгина Татьяна Анатольевна совмещает руководство факультетом довузовской подготовки с обязанностью заместителя зав. кафедрой по учебной работе.
С приходом в 1996 году на кафедру профессора, доктора физико-математических наук Николая Николаевича Белова на кафедре появилась группа исследователей, работающая в области приложений механики деформируемого твёрдого тела. Кафедра развивает межкафедральные связи. Профессор Н.Н. Белов читает лекции для магистров и аспирантов строительного факультета по курсам тензорного анализа, механики сплошной среды, физики ударных волн и поведению конструкционных материалов при взрывных и ударных нагружениях.
Из бывших и ныне работающих в университете сотрудников кафедры защитили диссертации:
докторские: С.И. Альтер, В.Н. Логунов, В.А. Белоног, Б.П. Куфарев, В.С. Кобытев, В.А. Старенченко, Ю.А. Абзаев, М.В. Хабибуллин
и кандидатские:
Т.А. Шалыгина, Р.И. Лазарева, Л.И. Лазарева, О.В. Иванова, О.А. Сергеева, Т.С. Куницына, Л.А. Валуйская, И.П. Радченко, О.Д. Пантюхова, О.В. Ушакова, Д.Н. Черепанов, М.М. Никольская, М.В. Зголич, Я.Д. Липатникова.
