Валерий Федорович Очков, Д.т.н., профессор, профессор кафедры ТОТ
Москва
Valery F. Ochkov, Dг. Sci. (Technical), Professor, Professor of the Department of Theoretical and Applied Thermodynamics
Moscow
Антон Иванович Тихонов, К.т.н., старший научный сотрудник, профессор кафедры ФТЭМК
Москва
Anton I. Tikhonov, Cand. Sci. (Technical), Senior Researcher, Professor of the Department of Fundamentals of Thermal Engineering and Materials Science
Moscow
Юлия Владимировна Шацких, К.т.н., доцент, зав. кафедрой ТОТ
Москва
Yulia V. Shatskikh, Cand. Sci. (Technical), Associate Professor, Head of the Department of Theoretical and Applied Physics
Moscow
Студент
Москва
Student
Moscow
Цель работы заключается в применении междисциплинарного подхода преподавания высшей математики в техническом вузе. Внедрение междисциплинарного подхода направлено на формирование комплексных компетенций будущих инженеров, способных решать реальные задачи современной индустрии. Традиционные узкоспециализированные программы часто игнорируют интеграцию знаний из математики, информатики, физики, что приводит к разрыву между теорией и практикой. Междисциплинарный подход в преподавании базовых дисциплин формирует у студентов комплексный взгляд на свою будущую профессиональную деятельность, позволяет быстрее приспосабливается к быстрому изменению технологических процессов и внедрению в промышленность цифровых технологий. Это повышает конкурентоспособность выпускников на рынке труда, стимулирует научные публикации и соответствует стандартам качества высшего образования. В итоге вуз становится центром инноваций, готовя кадры для цифровой трансформации.Методы. Чтобы повысить академическую успеваемость и стимулировать интерес студентов к трудным предметам вроде математики и информатики, рекомендуется внедрить образовательную модель МИТ (математика, информатика, техника). Эта модель предполагает активное применение передовых программных инструментов при освоении высшей математики, физики и базовых профессиональных курсов. Благодаря МИТ удается отказаться от ручного решения абстрактных задач на бумаге в пользу специализированных математических пакетов, которые обеспечивают как аналитические, так и численные методы решения дифференциальных уравнений и интегрирования. В итоге информатика превращается в мощный инструмент математического обучения.Результаты. В статье показана методика внедрения образовательного подхода МИТ на занятиях по высшей математике в вузах. В статье показано математическое описание геометрической задачи, показаны методы аналитического и численного решения поставленной задачи, а также графической интерпретацию полученного решения. Аналитическое и численное решение предложено сделать с помощью математического пакета SMath Studio. Продемонстрирована возможность применения языка программирования Python для решения поставленной задачи с дополнительными ограничениями.Заключение. Рассмотренный в статье образовательный подход МИТ подразумевает изучение математики и информатики на примере физических или технических задач. Такой подход позволяет перейти от изолированного изучения абстрактных формул к интеграции математики с инженерными и естественно-научными дисциплинами. Практические задания по высшей математике в МИТ-формате строятся как междисциплинарные проекты, где математика, информатика, физика и инженерия выступают как единый инструментарий. Такой подход позволяет более эффективно использовать ресурсы вуза и цифровые платформы, поскольку одной и той же задаче уже удается сочетать и теорию, и практику, и инструментальную составляющую.
The purpose of this paper is to apply an interdisciplinary approach to teaching higher mathematics at the technical university. The implementation of this interdisciplinary approach is aimed at developing comprehensive competencies in future engineers capable of solving real-world problems in modern industry. Traditional, highly specialized programs often ignore the integration of knowledge from mathematics, computer science, and physics, leading to a gap between theory and practice. An interdisciplinary approach to teaching basic disciplines develops a comprehensive view of students’ future professional activities, allowing them to adapt more quickly to rapidly changing technological processes and the introduction of digital technologies into the industry. This increases graduates’ competitiveness in the labor market, stimulates scientific publications, and meets higher education quality standards. As a result, the university becomes a center of innovation, preparing personnel for digital transformation.Methods. To improve academic performance and stimulate student interest in challenging subjects such as mathematics and computer science, it is recommended to implement the educational model (mathematics, computer science, and engineering). This model involves the active use of advanced software tools in higher mathematics, physics, and basic professional courses. This educational model eliminates the need to solve manually abstract problems on paper in favor of specialized mathematical packages that provide both analytical and numerical methods for solving differential equations and integration. As a result, computer science is becoming a powerful tool for mathematical education.Results. This article presents a methodology for implementing the educational approach (mathematics, computer science, and engineering) in higher mathematics classes at universities. It presents a mathematical description of a geometric problem, demonstrates methods for solving it analytically and numerically, and provides a graphical interpretation of the resulting solution. The analytical and numerical solution is proposed to be achieved using the SMath Studio mathematical package. The possibility of using the Python programming language to solve the problem with additional constraints is demonstrated.Conclusion. The educational approach (mathematics, computer science, and engineering) discussed in this article involves studying mathematics and computer science using physical or engineering problems as examples. This approach allows for a transition from the isolated study of abstract formulas to the integration of mathematics with engineering and natural science disciplines. Practical assignments in higher mathematics in the format of this educational model are structured as interdisciplinary projects, where mathematics, computer science, physics, and engineering serve as a unified toolkit. This approach allows for more efficient use of university resources and digital platforms, as a single task combines theory, practice, and instrumental components.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.