В жизни современного общества математика играет все большую роль. Математика есть универсальный язык науки и мощный метод научною исследования. Математика — это и самая безупречная логика, и объективная доказательность, и наиболее совершенный способ мышления.
История математики являет собой грандиозное свидетельство интеллектуального развития человечества за последние тысячелетия. Пьер Гассенди утверждает: «Если мы что-то знаем, то это благодаря изучению математики». По словам М. В. Ломоносова, «математику уже затем учить надо, что она ум в порядок приводит».
Для уяснения роли и значимости математики в научном познании мира необходимо понять, что такое математика. Природа математики (как и любой науки) определяется спецификой ее объекта и предмета изучения, основными методами исследования, а также выделением различных ее характерных черт.
Перечислим соответствующие подходы и описания: Математика является наукой о пространственных формах и количественных отношениях окружающего мира (Фридрих Энгельс). Математика есть наука о мере и порядке (Рене Декарт). Математика — мера всех вещей. В математике все есть (физики-теоретики).
Как связаны экономика и математика
Приведенные определения высвечивают самые существенные стороны математики и ее методологии. Эти суждения вкупе с анализом истории и тенденций развития математики позволяют нам еще тверже сформулировать следующие положения.
Объектом математики как науки являются фундаментальные категории формы и количества, взятые в наиболее общем и чистом виде, и всевозможные их проявления. Предметом математики служат разнообразные математические структуры и математические модели, которые появляются (открываются или изобретаются) в результате интеллектуальной деятельности человека как продукты рефлексии или отображение реальности. А общий метод математики есть строгая дедукция.
Итак, математика есть наука о форме и количестве и четких схемах их бытия и воплощения. Поэтому математика универсальна как метод, аппарат исследования и получения научного знания и как точный язык его описания. Математика имеет многочисленные теоретические и практические приложения, адекватные действительности.
Именно в рамках математики возник общенаучный дедуктивный метод, широко применяемый не только в естествознании и технике, но и в гуманитарных науках и обществоведении. Если естественные науки изучают природу, а гуманитарные и социальные науки — человека и человеческое общество, то математика исследует в ее же недрах полученные абстракции, то есть в известном смысле самое себя. В этом отношении математика близка к философии, научная составляющая которой отражена в постоянно развивающейся системе философских категорий.
Современная научная картина мира зиждется на двух общих принципах (росс. математик и философ, академик И. Р. Шафаревич): принципе математизации знания и принципе гармонии, или эстетического отбора. Принцип математизации заключается, во-первых, в широком применении математических методов и теорий в других науках, технике и практике и, во-вторых, в построении наук, особенно естественных, по образу и подобию математики, дедуктивно. Наиболее ярко эта методология выражена в известном тезисе Галилея: «Измерить все, что измеримо, и сделать измеримым то, что таковым пока еще не является».
САМЫЕ ВАЖНЫЕ ИДЕИ МАТЕМАТИКИ | КОВЧЕГ ИДЕЙ
Из всех наук математика наиболее эстетична и, значит, целесообразна. Английский философ XIII в. Роджер Бэкон утверждал, что «тот, кто не знает математики, не может узнать никакой другой науки и даже не может обнаружить своего невежества». Галилей: «Философия написана в грандиозной книге — Вселенной, которая открыта нашему пристальному взгляду.
Но понять эту книгу может лишь тот, кто научился понимать ее язык и знаки, которыми она изложена. Написана же она на языке математики. ». Леонардо да Винчи: «Ни одно человеческое исследование не может называться истинной наукой, если оно не прошло через математические доказательства». И. Кант заметил: «Учение о природе будет содержать науку в собственном смысле лишь в той мере, в какой может быть применена к ней математика».
Принцип эстетического отбора (подобно принципу естеств. отбора Ч. Дарвина) заключается в научном выживании и доминировании более красивых и совершенных понятий, идей, методов и теорий, отражающих совершенство мира и утверждающих целесообразность красоты (писатель-фантаст и ученый И. Е. Ефремов).
К какому разряду наук отнести математику? В. И. Арнольд считает математику естественной наукой, наукой о природе: «Математика является экспериментальной наукой — частью теоретической физики и членом семейства естественных наук». Благодаря практике математика возникла и развивается. а благодаря ее приложениям — ценится. Выдающийся польский математик Анджей Мостовскнй также утверждал, что математика — естественная наука. Логик к математик Н. Н. Непейвода относит математику к гуманитарным наукам, «разные области которой обслуживают разные сферы человеческой деятельности».
Другой точки зрения придерживается М. М. Постников: задача математики — создание и изучение разнообразных математических структур, или схем. Действительно, математику трудно отнести к естественным, гуманитарным. общественным или техническим наукам. Скорее, математику можно представить как особую науку («царицу наук») и специфическую форму научного познания. Ее значение — в дедуктивном методе, научной методологии, мощном надежном инструментарии, универсальности, действенной красоте, эффективности в приложениях.
Однако многие методисты считают математику, особенно как изучаемую дисциплину, гуманитарной наукой, стержнем современного, по крайней мере, школьного гуманитарного образования.
В своей монографии «Эпистемология классическая и неклассическая» В. А. Лекторский во всем многообразии научного знания выделяет четыре системы знания: математику, естествознание, науки о человеке и обществе, историю. Математика признается особым видом знания. Связь математики с эмпирией весьма туманна. Роль математики в развитии науки и техники исключительна. Автор подчеркивает: «Большинство ученых и философов считали, что настоящее, т. е. точное знание о природе, обществе и самом человеке может быть выражено только на математическом языке».
Математизация – использование математических методов в какой-либо науке, сфере деятельности. Математизация естественных наук.
Важнейшие особенности развития классической физики: быстрый рост ее математизации и превращение математики из вспомогательного инструмента количественного описания обнаруженных закономерностей в самостоятельный инструмент исследований, позволивший теоретически предсказать явление конической дифракции, существование неизвестной планеты Нептун и, наконец, принципиально нового физического объекта — электромагнитного поля.
К числу фундаментальных достижений физики XIX в. относится формирование немеханической картины мира и радикальное изменение взглядов на структуру физической реальности, связанное с построением Максвеллом теории электромагнитного поля.
Источник: studopedia.ru
Математика в строительстве
• Профессия строителя является очень древней.
Благодаря
историческим
архитектурным
постройкам мы можем многое узнать о быте и
культуре предков.
• До наших дней дошло немало сооружений,
возраст которых измеряется тысячелетиями.
• Свой опыт мастера строительного дела
передавали из поколения в поколение.
Каждому рабочему
необходимы
математические знания.
Строительство- это вид человеческой деятельности,
направленный на создание зданий, инженерных
сооружений (мостов, дорог, аэродромов), а также
сопутствующих им объектов (инженерных сетей, малых
архитектурных форм, гаражей и т. д.)
В строительстве никак не обойтись без математики – строителям
нужно подсчитать, сколько материала нужно затратить на
строительство, как выверить смету, какой толщины , например,
должна быть толщина стены и т.д
Рассмотрим применение математики в таких строительных
сооружениях как:
Крымский Мост
Аэропорт Симферополь
6. Как использовали математику при постройке Крымского моста
Измерение длины и ширины опорных колон моста.
Вычисление необходимого расстояние опор друг от друга.
Расчет дорожного и железнодорожного полотна.
Расчет затрат на строительство (материал, оплата работ, и
т.д.)
7. Как использовали математику при постройке Аэропорта Симферополь
Прочностные расчеты.(определяющие геометрию
основных элементов здания и степень выносливости
несущих конструкций).
Вычисление суммы расхода на строительство.
Расчет ширины и длинны взлетной полосы.
Измерение необходимой площади для строительства
Аэропорта.
Источник: ppt-online.org
Роль математики в инженерном образовании
Уникальный расцвет фундаментальной науки в античной Греции в V — III веках до н. э. сменился в эпоху Римской империи периодом внедрения технических изобретений, базировавшихся на достижениях древних греков в математике и механике.
В период расцвета Римской Империи ко II в. н.э. население ее составляло 50 — 60 миллионов человек. По современным меркам — это население крупного европейского государства, той же Италии, Франции или Англии. При этом, по оценкам историков, уровень потребления был выше, чем в Англии конца XVII века (в то время Англия была наиболее промышленно развитым государством Европе). Факторами, способными объяснить высокий жизненный уровень римлян, являются технологические нововведения и уровень образования в Древнем Риме.
Для обеспечения такого уровня жизни необходимо развитое сельское хозяйство, мощное строительство: жилые и общественные здания в городах, дороги, мосты, акведуки, торговля, сфера обслуживания, финансовая и юридическая системы, не говоря об армии и полиции. Финансовый рынок в Древнем Риме существовал и был весьма развит. Существовало огромное количество всевозможных займов, процентная ставка за использование которых была близка к 1% в месяц, или 12% годовых, что являлось максимально допустимой величиной процента.
Стройная, эффективно работающая юридическая система явилась одним из основных достижений древнеримской цивилизации. Важнейшим атрибутом римской системы была безопасность индивидуумов. Когда общество делает переход от системы, где правитель требует дань взамен на безопасность, к системе с более умеренным правителем, собирающим налоги в рамках существующего законодательства, появляются благоприятные условия для экономического роста. Экономический рост обеспечивался также наличием четких законов для бизнеса, в рамках римского права, которое стало основой для создания правовой базы для многих современных стран Европы.
Функционирование всех этих атрибутов государства осуществляется благодаря работе большого числа квалифицированных специалистов. Подготовку такого количества специалистов может обеспечить мощная система образования, которая, таким образом, составляет одну из основных государственных структур.
В Риме образование получало не только высшее сословие, но и большинство свободных граждан и даже рабов. Система образования В Древнем Риме стала создаваться с V века до н.э., когда возникли элементарные (в переводе из латыни — основные) школы, где учились главным образом дети свободных граждан. Предметы — латинский и греческий языки, письмо, чтение и счет.
Позже среди знатных и зажиточных семей получило распространение домашнее образование. Во II в. до н.э. возникли школы грамматики и риторики, которые также были доступны только для детей богатых римлян. Школы риторики были своеобразными высшими учебными заведениями (ораторское искусство, право, философия, поэзия).
Постепенно юристы-учители образовали достаточно стойкие группы, которые получили название «кафедры». По такому же принципу оформляются кафедры риторики и философии, медицины и архитектуры. Несколько высших школ возникает в II в. н.э. (Рим, Афины). Студенты, которые приезжали получать образование из разных частей Римского государства, объединялись в землячество — «хоры».
В период республики учеба была частной, и государство в него не вмешивалось. Однако во времена империи государство начало контролировать систему образования. Учителя превратились в оплачиваемых государственных служащих. В соответствии с размерами каждого города устанавливались количество риторов и грамматиков. Учителя пользовались рядом привилегий, а в IV в. н.э. все кандидатуры преподавателей подлежали утверждению императором..
Вероятно, подавляющее большинство римлян, занимавших должности, связанные с управлением, были грамотными. Древний Рим, в отличии от Англии XVIII века, где показатели грамотности были довольно низки по стандартам Европы, был, несомненно, грамотным обществом, что, конечно, помогло римлянам повысить общий уровень своих доходов.
Особые требования предъявлялись к уровню подготовки инженеров — строителей, механиков, дорожников, гидрологов, которым приходилось решать сложные и, главное, зачастую новые технические задачи. Успехи, достигнутые римскими инженерами, мы можем наблюдать воочию: различные архитектурные сооружения в Риме (прежде всего, Колизей и Пантеон), акведуки, дороги.
Самый большой из акведуков — Пон-дю-Гар — входит в систему крупнейшего водопровода в Европе, построенного римлянами. Пон-дю-Гар не только обеспечивал горожан водой для питья, купания и развлечений у фонтанов, но и служил в качестве ирригационной системы для сельского хозяйства, а также обеспечивал необходимую энергию для работы мельниц. Гидроресурсы для получения энергии использовалась римлянами повсеместно уже в раннюю эпоху Империи. Эти сооружения имеют двухтысячелетний период эксплуатации, и их ресурс далеко не исчерпан.
В наши дни, на новом этапе технического развития, разрабатываются программы перехода к использованию альтернативных (по отношению к нефти и газу) источников энергии. Это не только планы. В 2009 году в Испании заработала крупнейшая в мире солнечная электростанция мощностью 20 мегаватт.
По словам создателей, новая электростанция способна обеспечить электричеством более 10 тысяч домов. Принцип ее работы известен со времен Архимеда, который сумел с помощью зеркал сконцентрировать отраженные солнечные лучи и поджечь римский флот. Основная деталь электростанции — башня высотой почти 170 метров. Более 1200 специальных зеркал направляют солнечные лучи на башню, превращая воду внутри в пар. Полученный пар вращает турбину, которая вырабатывает электрический ток.
Технические новшества влияли на уровень экономического благосостояния римлян. Доходы, получаемые государством, позволяли властям реализовывать различные социальные программы: на регулярной основе проводилась бесплатная раздача пищи населению; римское государство обеспечивало всех своих жителей коммунальными услугами и даже развлечениями (известный лозунг «хлеба и зрелищ!»).
Во времена Римской империи для записей использовались чаще всего таблички, покрытые воском — материал весьма недолговечный. И до наших дней, по-видимому, не дошли «учебные программы», по которым готовились инженеры тех времен. Думается, современные инженеры это также принесло бы пользу.
Сведения об уровне технических и научных знаний времен Римской империи мы имеем, в основном, из работ Витрувия (I век) «Десять книг по архитектуре» (автор обобщил в трактате опыт греческого и римского зодчества, рассмотрел комплекс сопутствующих градостроительных, инженерно-технических вопросов и принципов художественного восприятия.) и серии трудов Герона Александрийского. В наше время имя Герона, жившего в I — II веке, связывается с формулой Герона для вычисления площади треугольника по его сторонам (эту формулу открыл Архимед).
Основная же заслуга Герона в том, что в своих трудах он изложил известные в его время открытия в области прикладной математики, физики, механики. Герон впервые исследовал пять типов простейших машин: рычаг, ворот, клин, винт и блок, заложил основы автоматики. В работах Герона рассмотрены принципы действия военных машин (в том числе метательных). Поэтому его можно считать одним из основоположников артиллерии.
Основываясь на своих исследованиях, Герон изобрел ряд приборов и автоматов, в частности, прибор для измерения протяженности дорог, действовавший по тому же принципу, что и современные таксометры; разработал различные конструкции водяных часов. Он описал прибор — прапрадед современного теодолита, и схему производимых с его помощью измерений, позволявших вести прокладку тоннеля сразу с двух концов. В труде «Пневматика» Герон Александрийский описал ряд «волшебных фокусов», основанных на принципах использования теплоты и перепада давлений. Люди удивлялись его чудесам: двери храма сами открывались, когда над жертвенником зажигался огонь. Этот ученый придумал автомат для продажи «святой» воды, сконструировал шар, вращаемый силой струи пара (прообраз паровой машины и ракетного двигателя).
Закат античной цивилизации олицетворяет судьба Гипатии (Hypatia, 370-415).
Гипатия — античный математик, астроном и философ, первая среди великих женщин-ученых. Дочь математика Теона Младшего (Александрийского), преподававшего в высшей школе при Александрийской библиотеке. Первые шаги в образовании проделала под руководством отца. Много путешествовала, вела переписку с просвещенными людьми Средиземноморья.
Преподавала в Александрии, стала признанным лидером философской школы неоплатоников. Женщина, по свидетельствам современников, неземной красоты, Гипатия обладала многими другими достоинствами. Ее выдающийся ум, образованность, высокие моральные качества привлекали к ней множество учеников. Ее авторитет был столь высок, что письма, адресованные в Александрию просто «философу», вручались именно Гипатии.
Математические труды Гипатии до нас не дошли. Однако известно, что она является автором трактатов по геометрии, алгебре и астрономии. Среди ее математических сочинений, были комментарии к АрифметикеДиофанта Александрийского (3 в.) и Коническим сечениям Аполлония Пергского (2 в. до н.э.). Полагают, что третья книга Альмагеста Клавдия Птолемея (2 в.) была прокомментирована Теоном Александрийским совместно с Гипатией. Известно также, что она изобрела или усовершенствовала некоторые научные инструменты: прибор для получения дистиллированной воды, прибор для измерения плотности воды, астролябию и планисферу (плоскую подвижную карту неба).
Гипатии приписывают слова: «Лучше думать и делать ошибки, чем не думать вообще. Самое страшное — это преподносить суеверие как истину». Такие воззрения шли вразрез с учениями фанатиков — христиан, которые в то время вели ожесточенную борьбу с языческой культурой.
В 391 г. в Александрии был разрушен храм Серапеум, в котором хранилась значительная часть книг Александрийской библиотеки. Трагическая гибель Гипатии в 415 г. символизировала конец античной цивилизации. Eе растерзала толпа фанатичных христиан; согласно некоторым источникам, Гипатию вытащили из аудитории и исполосовали до смерти устричными раковинами. Некоторые авторы считают ее смерть политическим убийством.
Какова бы ни была причина убийства Гипатии, вскоре после этого многие из ее учеников покинули город, что послужило началом упадка Александрии как научного центра.
Источник: studwood.net
Роль математики в инженерной деятельности
Для выяснения вопроса «Зачем инженеру нужна математика?», мы обратимся к информационным источникам. Есть ли смысл в изучение математики инженеру, какие результаты могут быть при не знание инженером математики?
Что бы ответить на поставленный вопрос, мы для себя должны уяснить несколько формулировок, что такое математика и что или кто такой инженер. Мы рассмотрим, откуда появилась данная наука, как происходили ее процессы зарождения, становления. Узнаем значение науки в современном мире. Также узнаем, что обозначает слово инженер, его цели, задачи.
Содержание работы
Введение 3
Что такое математика 3
Зарождение математики 4
Период элементарной математики 4
Период создания математики переменных величин 4
Современная математика 5
Что дает нам математика 6
Что такое инженер 7
Кто такие инженеры и их цели 7
Обязанности инженера 9
Знания инженера 10
Роль математики в инженерной деятельности 10
Выводы 11
Список используемой литературы
Файлы: 1 файл
2.5 Что дает нам математика
Практическое использование результатов теоретического математического исследования требует получения ответа на поставленную задачу в числовой форме. Между тем даже после исчерпывающего теоретического разбора задачи это часто оказывается весьма трудным делом. Зародившиеся в кон. 19 и в начале. 20 вв. численные методы анализа и алгебры выросли в связи с созданием и использованием ЭВМ в самостоятельную ветвь математика.- вычислительную математику.
Отмеченные основные особенности современной математики и перечисленные основные направления исследований науки по разделам сложились в 20 в. В значительной мере это деление на разделы сохраняется, несмотря на стремительное развитие в 20 в. Однако потребности развития самой математики, «математизация» различных областей науки, проникновение математических методов во многие сферы практической деятельности, быстрый прогресс вычислительной техники привели к перемещению основных усилий математиков внутри сложившихся разделов математики и к появлению целого ряда новых математических дисциплин. На основе задач теории управляющих систем, комбинаторного анализа, теории графов, теории кодирования возник дискретный анализ. Вопросы о наилучшем (в том или ином смысле) управлении физическими или механическими системами, описываемыми дифференциальными уравнениями, привели к созданию оптимального управления математической теории.
Исследования в области общих проблем управления и связанных с ними областях математики в соединении с прогрессом вычислительной техники дают основу для автоматизации новых сфер человеческой деятельности.
Что такое инженер
Инженер (фр. ingénieur, от лат. ingenium — способность, изобретательность) — специалист с техническим образованием, создатель информации об архитектуре материального средства достижения цели и его функциональных свойствах, способа (технологии) изготовления этого средства (продукта), равно как самого средства и материального воплощения цели, и осуществляющего руководство и контроль за изготовлением продукта.
3.1 Кто такие инженеры и их цели
Монумент Группа инженеров, Мемориал принца Альберта
Статуя инженера Роберта Фултона в Капитолии
Основной инженерной задачей считается разработка новых и оптимизация существующих решений. Например, оптимизация проектного решения (в т. ч. вариантное проектирование), оптимизация технологии и т. п. Разработка принципиально новых решений (в т. ч. изобретений) составляет малую часть инженерного труда, но наиболее значимую. Первоначально инженерами называли лиц, которые управляли военными машинами. Понятие «гражданский инженер» появилось в XVI веке в Голландии применительно к строителям мостов и дорог, затем в Англии и других странах.
В русской армии XVI века инженеры назывались «розмыслами». Понятие и звание инженер давно применялись в России, где инженерное образование началось с основания в 1701г. в Москве школы математических и навигационных наук, а затем в 1712 г. первой инженерной школы. Первым инженерным учебным заведением России, начавшим давать систематическое образование, становится основанная в 1701 году Петром I Школа математических и навигационных наук.
Современная система высшего инженерного образования рождается в девятнадцатом веке. В её основу была положена немецкая система технического образования.
Первым высшим инженерным учебным заведением становится в 1810 году Главное инженерное училище Российской империи (ныне ВИТУ) (основано в 1804 году), добавлением дополнительных офицерских классов и двухгодичным продолжением обучения офицеров, в отличие от всех других кадетских корпусов и инженерных учебных заведений России. Как писал выдающийся учёный механик и выпускник Института инженеров путей сообщения Тимошенко, Степан Прокофьевич в своей книге «Инженерное образование в России», образовательная схема Главного Инженерного Училища, родившаяся после добавления старших офицерских классов, с разделением Пятилетнего образования на два этапа в дальнейшем именно на примере Института инженеров путей сообщения распространилась в России, и сохраняется до сих пор. Это позволяло начинать преподавание математики, механики и физики на довольно высоком уровне уже на первых курсах и давать студентам достаточную подготовку по фундаментальным предметам, а затем использовать время для изучения инженерных дисциплин.
В дальнейшем в течение всего девятнадцатого века продолжилось создание различных специализаций и направлений высшего инженерного образования, происходившее в процессе перехода наиболее передовых инженерно-технических учебных заведений Российской империи к системе высшего образования. Это приводило к качественному развитию, так как каждое учебное заведение создавало несуществовавшую до этого свою собственную программу нового направления или специализации высшего инженерного образования, позитивно сотрудничая и заимствуя передовой опыт других, по-братски обмениваясь, инновациями и взаимно обогащая, друг друга. Одним из выдающихся организаторов и символов этого процесса был Дмитрий Иванович Менделеев.
С целью взаимной информационной поддержки, для организации и развития научной деятельности для пользы общества, а также для личного профессионального роста, инженеры объединяются в союзы и объединения. Например, Институт инженеров электротехники и электроники или Казахское инженерное сообщество.
Порой, инженеры принимают активное участие в политической жизни, так советские инженеры, в большинстве своем, поддерживали демократические тенденции 90-х годов.
3.2 Обязанности инженера
Используя квалификационный справочник должностных инструкций, мы представляем основные обязанности общей специализации квалификации инженер
◄С использованием средств вычислительной техники, коммуникаций и связи, выполняет работы в области научно-технической деятельности по проектированию, строительству, информационному обслуживанию, организации производства, труда и управления, метрологическому обеспечению, техническому контролю и т. п.
◄Разрабатывает методические и нормативные документы, техническую документацию, а также предложения и мероприятия по осуществлению разработанных проектов и программ.
◄Проводит технико-экономический анализ, комплексно обосновывает принимаемые и реализуемые решения, изыскивает возможности сокращения цикла выполнения работ (услуг), содействует подготовке процесса их выполнения, обеспечению подразделений предприятия необходимыми техническими данными, документами, материалами, оборудованием и т. п.
◄Участвует в работах по исследованию, разработке проектов и программ предприятия (подразделений предприятия), в проведении мероприятий, связанных с испытаниями оборудования и внедрением его в эксплуатацию, а также выполнении работ по стандартизации технических средств, систем, процессов, оборудования и материалов, в рассмотрении технической документации и подготовке необходимых обзоров, отзывов, заключений по вопросам выполняемой работы.
◄Изучает и анализирует информацию, технические данные, показатели и результаты работы, обобщает и систематизирует их, проводит необходимые расчеты, используя современную электронно-вычислительную технику.
◄Составляет графики работ, заказы, заявки, инструкции, пояснительные записки, карты, схемы, другую техническую документацию, а также установленную отчетность по утвержденным формам и в определенные сроки.
◄Оказывает методическую и практическую помощь при реализации проектов и программ, планов и договоров.
◄Осуществляет экспертизу технической документации, надзор и контроль за состоянием и эксплуатацией оборудования.
◄Способствует развитию творческой инициативы, рационализации, изобретательства, внедрению достижений отечественной и зарубежной науки, техники, использованию передового опыта, обеспечивающих эффективную работу предприятия.
3.3 Знания инженера
Изучив обязанности инженера мы, приходим к выводу, что для осуществления инженерной деятельности необходима база определенных знаний, одним из которых в основании находится математика. Давайте же рассмотрим, какие знания необходимы инженеру?
◄директивные и распорядительные документы, методические и нормативные материалы по вопросам выполняемой работы; перспективы технического развития и особенности деятельности предприятия (подразделений предприятия);
◄принципы работы, технические характеристики, конструктивные особенности разрабатываемых и используемых технических средств, материалов и их свойства;
◄современные средства вычислительной техники, коммуникаций и связи;
◄методы исследования, правила и условия выполнения работ;
◄основные требования, предъявляемые к технической документации, материалам, изделиям;
◄действующие стандарты, технические условия, положения и инструкции по составлению и оформлению технической документации;
◄методы проведения технических расчетов и определения экономической эффективности исследований и разработок;
◄достижения науки и техники, передовой отечественный и зарубежный опыт в соответствующей области деятельности;
◄основы экономики, организации труда и управления;
◄основы трудового законодательства;
◄правила и нормы охраны труда.
Роль математики в инженерной деятельности
В настоящее время, когда необходимость глубокой математической подготовки инженеров не надо обосновывать, когда как в содержательном, так и в организационном плане обособилась сфера технических наук, ставшая объектом философско-методологического анализа, вопрос о значении математики для техники трансформировался в проблему математизации технических наук.
Процесс математизации технических наук фиксируется как феномен при рассмотрении истории технических знаний в той или иной области. Более того, он происходит столь стремительно, что ощущается каждым инженером и инженерным сообществом в целом в виде проблем повышения квалификации, перестройки учебных программ, связанных с быстрым устареванием и сменой используемого математического аппарата.
С внешней стороны математизация технических наук может быть охарактеризована как последовательное расширение и усложнение применяемых в инженерии математического аппарата и методов. Внутренняя, сущностная сторона математизации технических наук может быть раскрыта на основе исследования функций и роли математики в формировании и функционировании технических теорий и анализа их изменений в процессе развития технических наук. Она имеет специфику, обусловленную особым гносеологическим статусом технических наук.
Если в технических науках создается, обосновывается и исследуется набор методов решения инженерных задач, то главным показателем инженерного искусства является выбор такого математического описания и такой точности проводимых решений, которые были бы адекватны поставленной задаче. Этот выбор и оценка результатов решений должны основываться на понимании допущений, лежащих в их основе, на умении физически интерпретировать сложные формализованные решения. Причем то, что сложные инженерные задачи в их математической части относительно легко разрешимы с помощью современной вычислительной техники, не умаляет, а, напротив, усиливает необходимость глубокого понимания инженером физики явлений, физического содержания математических формул и смысла производимых расчетных операций.
Широкое привлечение сложного математического аппарата и решение прикладных задач привело к формированию научных дисциплин с особым статусом. В 1950-1970-х гг. в развитии технических наук все большую роль стали играть процессы интеграции и обобщения теоретических результатов, полученных в исследованиях инженерных проблем той или иной техники.
Появились общеинженерные теории, методы проектирования, дисциплины. Так, в 1950-х гг. анализ условий генерирования незатухающих колебаний в радиотехнических установках, исследование статической и динамической устойчивости энергосистем и ряд других технических задач потребовали широких теоретических обобщений, применения в инженерном деле сложного математического аппарата и методов прикладной математики.
Это привело к возникновению в 1950-х гг. теории колебаний — междисциплинарной теории, нацеленной на физико-математический анализ процессов в конкретных динамических системах любой природы. В теории колебаний разрабатывается совокупность математических моделей, позволяющая выделять и исследовать характерный класс процессов различного происхождения: в физике, в биологии, в механике, в различных областях техники. В 1950-х гг. приобрела междисциплинарный статус и теория электрических цепей, первоначально развивающаяся как базовая электротехническая теория. К этому же типу общетехнических дисциплин можно отнести теорию подобия, возникшую из задач теплотехники и нашедшую применение в решении проблем химической технологии, электротехнике и других областях инженерной и научной деятельности.
Таким образом, теоретическое исследование (познание) в технических науках направлено на построение моделей процесса-оригинала, позволяющих давать математическое описание и получать численное решение для различных режимов функционирования технического устройства. В связи с этим центральный объект гносеологического анализа – исследовательские процедуры и теоретические схематизации технической науки, позволяющие осуществлять переход от структурно-морфологических изображений устройств, на которых разъясняется и анализируется картина протекающих в них процессов в свете поставленной инженерной задачи, к изображению самих процессов, т.е. к математизированной модели процесса-оригинала. Важнейшим моментом такого перехода является работа с математическими уравнениями исследуемых процессов, компонентам которых приписывается статус существования, что выражается в их содержательной и операциональной интерпретации, закреплении в особом понятии (например, «параметр цепи») и условном графическом изображении. Оборотной стороной математизации является углубленное изучение картины реальных физических процессов в электротехнических устройствах (процессов-оригиналов), необходимое для понимания границ применимости тех или иных рациональных упрощений этой картины (идеализаций, теоретических схем) и, соответственно, того или иного математического аппарата.
Источник: www.yaneuch.ru