✔️С чего начать изучение математического моделирования?

Компьютерное математическое моделирование — мощный инструмент для анализа реальных процессов. Но многие новички (особенно школьники и студенты младших курсов) сталкиваются с вопросом: как подступиться к этой теме? Поделюсь своим мнением о ключевых шагах для старта:

1️⃣ Основа основ
Общая физика + высшая математика → База для любой модели. Даже при работе с абстрактными задачами важно сохранять здравый смысл и понимание физической сути процессов.

2️⃣ Базовые инструменты
Excel / Google-таблицы → Не только для обработки данных, но и для решения простейших задач.

QA-системы (Wolfram Alpha) → Решение сложных уравнений, визуализация графиков .

Нейросети → Умение писать точные промты — критически важный навык будущего.

3️⃣ Программирование — обязательный этап
Python / С-подобные языки → Стандарт для научных расчётов. Начинайте с изучения синтаксиса, но не трать на это слишком много времени.

Численные методы → Начните с простого: реализуйте, например, метод трапеций для интегрирования.

4️⃣ Написание собственных программ
Попробуйте закодить школьную задачу (например, движение частицы в электрическом поле). Даже если пока не знаете диффуры — помогут готовые библиотеки (SciPy, если говорим про Python).

5️⃣ Специализированное ПО
Repeat → Мощный бесплатный пакет с огромным потенциалом в будущем. Ещё буду писать про него)

CAD (T-Flex, Компас) → Базовое 3D-моделирование — must have для инженера. Хотя бы на базовом уровне

ЛОГОС / CadFlo → Для сложных систем: гидродинамика, теплообмен и другие инженерные задачи.

Если готовы дополнить этот список - пишите в комментарии⤵️

✔️Тот момент когда у тебя не было гидродинамики в школе, а изучать её начал сразу с Ландау/Лифшица.

🔷Да это странный момент, но факт. Для многих изучение движущихся жидкостей в институте сопряжено с ночными кошмарами и голосом в голове “не трудно показать, что…” или “очевидно…”. Лично считаю, что школьная программа должна восполниться изучением уравнения Бернулли. А некоторые можно было бы и убрать для уменьшения фантомных болей

Для тех, кто хочет всё таки поступить по уму, советую почитать книгу “Мир физической гидродинамики: от проблем турбулентности до физики космоса”. Да, некоторые главы могут быть сложны без знания диффуров. Но для первого погружения сойдёт

Если у вас есть свои рекомендации - пишите в комментарии⤵️

P.S. Для своих постов, как уже все поняли, я генерю картинки через нейронку. Эту назовём "прочтение диплома с научником"🙄

✔️Личное наблюдение: проблема с пониманием основ

Как человек, который профессионально занимается математическим моделированием (да ещё и в атомной отрасли), я давно заметил тревожную тенденцию.

Красивые графики и визуализации расчетов вызывают у людей восторг. Но когда дело доходит до обучения, выясняется, что многие не могут ответить даже на базовые вопросы. Например:

⁉️Чем функция отличается от уравнения?

Серьёзно. Некоторые затрудняются дать внятное объяснение. Если считаешь, что знаешь ответ — смело пиши в комментариях! И да, высокий балл ЕГЭ тут не гарантия понимания.

А без крепкой математической базы ни расчёты, ни моделирование физических процессов невозможны. Об этом я уже говорил.

Поскольку среди моих подписчиков немало школьников вот совет:

▶️ Подписывайтесь на канал моей знакомой — @kibmath
Ольга — опытный преподаватель математики, и её канал поможет разобраться в основах и в правилах оформления.

Всех обнял❤️

▶️Лорена А. Барба, профессор машиностроения и аэрокосмической инженерии, несколько лет назад выложила в открытый доступ курс по введению в вычислительную гидродинамику на python.

✔️Личное мнение - для прям базового изучения численного решения Навье-Стокса ну скорее да, чем нет. Но центральные разности… Лучше обсудить метод контрольного объёма, схему UpWind и так далее. В какой-то момент пришёл к осознанию, что в некоторых задачах, прям и хочется переписать по другому. Однако, если интересно изучить вопрос вот ссылка. Надеюсь, будет полезно.

▶️Небольшой опрос на знание физики

❓Представим следующее: берём шарик для пинг-понга, кладём его в воронку и… начинаем дуть в неё со всей силы.

Вопрос: удастся ли выдуть шарик наружу?

Ставь 👍 если уверен, что да
Или 🔥 если думаешь, что нет

▶️Проблемы интерактивного преподавания физики. Часть 1: Основные противоречия

В последние годы в образовательной среде всё чаще звучат заявления о революционных подходах к преподаванию физики. Взять хотя бы недавнюю "Физическую регату" для восьмиклассников, организованную при поддержке Т-Банка. Но особенно показательным мне кажется случай с так называемым "мультимедийным учебником", который продвигает д. ф.-м.н. Александр Фишман. Поскольку подобные инициативы появляются регулярно, считаю важным поделиться мнением, которое всем нужно

⚫️Интерактивное обучение, по идее, — это активное вовлечение учеников в процесс познания через реальные эксперименты и цифровые технологии. Однако на практике под красивым термином "цифровые технологии" часто скрываются обычные видеозаписи демонстраций.
Здесь возникает принципиальный вопрос: чем такой формат отличается от традиционного показа опытов на уроке? Отмечу, что качество этих материалов оставляет желать лучшего - страдает и монтаж, и озвучка, и главное - полностью отсутствуют элементы настоящего взаимодействия. Но проблема даже не в технических недочётах. Куда важнее сама подмена понятий, когда обычную видеозапись эксперимента выдают за "интерактивное обучение", хотя ученик при этом остаётся пассивным наблюдателем.

По моему мнению, настоящее цифровое обучение должно строиться на двух ключевых принципах.

1️⃣Это принцип "руки на пульте", когда ученики получают возможность самостоятельно изменять параметры экспериментов. Явления вроде дифракции можно не просто показать, а дать учащимся возможность варьировать длину волны или размер щели. Даже если школа не оборудована современной лабораторией, существуют бесплатные платформы вроде OPhysics с готовыми симуляторами физических процессов.

2️⃣Необходимо создавать связь с реальными технологиями. Вместо десятков однотипных роликов, иллюстрирующих один и тот же закон, гораздо полезнее было бы разработать качественные визуализации работы двигателей внутреннего сгорания, аэродинамических систем или электронных устройств. Такой подход требует значительно меньших затрат, чем организация натурных экспериментов, но при этом даёт ученикам гораздо более глубокое понимание физических принципов.

Современные образовательные технологии действительно позволяют выйти за рамки простых "показательных выступлений". Но для этого необходимо прекратить выдавать поверхностную цифровизацию формы за подлинную реформу содержания обучения. И закончу своё сообщение следующей цитатой:

"У нас нет кризиса доступа к знаниям - у нас кризис их практического применения".

Интересно узнать ваше мнение по этому вопросу.
Всех обнял❤️

▶️Проблемы интерактивного преподавания физики. Часть 2: Учёт типов восприятия информации

✔️В своём прошлом посте я начал писать про проблему интерактивности образования. Но на самом деле я затронул лишь одно из проявлений, такое как визуальная часть и “виртуальные” эксперименты. Но помимо всего прочего здесь учитываются также прослушивание подкастов, участие в дискуссиях и проведение реальных экспериментов. Однако эффективность этих инструментов часто оказывается ниже ожидаемой. Одна из ключевых причин — игнорирование индивидуальных способов восприятия информации. По данным психологов, люди делятся на аудиалов, визуалов, кинестетов и дигиталов (логиков). Каждый тип требует особого подхода, но массовые образовательные продукты создаются по усредненному шаблону как их не назови.

👀Для визуалов, составляющих около 65% населения, ключевым каналом восприятия являются изображения/анимации и схемы. Казалось бы, современные цифровые курсы идеально подходят для них благодаря обилию графики. Однако на практике мы сталкиваемся с проблемами описанными выше, когда статичные картинки или шаблонные видео просто заменяют текст, не добавляя ценности.

🎵 Аудиалы, составляющие 15-20% обучающихся, лучше воспринимают информацию на слух. Однако большинство цифровых курсов предлагают им лишь монотонные озвучки текста, часто выполненные синтезаторами речи или уставшими преподавателями. Эмоциональная бедность речи и однообразие голосов приводят к тому, что этот важный канал восприятия остается не задействованным. Выходом могли бы стать профессионально записанные подкасты с разными дикторами и аудиоподсказки в интерактивных заданиях. А также участие в дискуссиях с преподавателем и одноклассниками, но этот элемент игнорируется порой полностью.

🦾Особенно сложная ситуация сейчас складывается для кинестетов (10-15% учащихся), которые лучше всего усваивают информацию через действие и эксперименты. Даже продвинутые VR-лаборатории часто оказываются неуклюжими симуляциями, лишенными тактильной обратной связи. Решением могло бы стать сочетание цифровых технологий с физическими макетами, например, использование 3D-печати деталей для последующего моделирования или проведения натурного эксперимента.

🗺 Дигиталы, мыслящие системами и логическими связями (5-10%), сталкиваются с другой проблемой. Материал часто подается изолированными блоками без демонстрации связей между разделами. Для них особо важна междисциплинарность и четкие связи между разными предметами/науками.

✔️Ключом к решению этих проблем могла бы стать комплексная диагностика стиля восприятия на начальном этапе обучения с последующей персонализацией образовательного контента. Вместо деления учащихся по уровню знаний с бесконечным переводом ученика из одного класса в другой.

Как справедливо заметил Игнасио Эстрада:

"Если ученик не учится так, как мы преподаем, может, мы должны преподавать так, как он учится?"

◼️На мой взгляд, важны не сами технологии, а их осмысленное применение с учетом индивидуальных особенностей восприятия информации. Однако пока интерактивное образование не начнет учитывать этот факт, оно останется скорее дорогой игрушкой, чем настоящим прорывом в обучении.

P.S. Я сам визуал, поэтому когда писал про них я так-то писал про себя

▶️Гидродинамика, коты и Шнобелевская премия

❓Вы когда-нибудь задумывались, к какому агрегатному состоянию ближе кошка?
Марк-Антуан Фардин из Университета Лиона задался этим вопросом и получил за это... Шнобелевскую премию по физике в 2017
В своей работе "О реологии кошек", опубликованной в 2014 году, Фардин применил реологию - науку о текучести и деформациях - к анализу поведения котов и пришёл к выводу, что кошки могут вести себя и как твёрдое тело, и как жидкость, принимая форму сосуда.

⚫️Параметром в его исследовании стало число Деборы — безразмерное число, показывающий, насколько материал ведёт себя как жидкость или как твёрдое тело. Оно определяется как отношение времени релаксации ко времени наблюдения. Чем меньше число Деборы, тем более текучим будет материал; чем оно больше - тем твёрже. Если число Деборы близко к 1, объект проявляет свойства и жидкости, и твёрдого тела одновременно. Для кошек это часто так и есть! Также было замечено, что с возрастом кошки становятся «более жидкими».

Вообще говоря, это исследование - чистый абсурд. Но надо отдать должное к такому нестандартному подходу.

Всем привет👋

Не особо было время писать эти дни. Событие за событием. Если по порядку

1️⃣Дипломница защитилась. Теперь она магистр. С чем я её ещё раз поздравляю 🔥

2️⃣Началась приёмная компания. Про неё буду писать далее. Если кому интересно можете мне писать. Отвечаю когда захочу оперативно. А пока почитайте про направление моей кафедры.

3️⃣Занимаемся организацией Лектория по математическому моделированию. Приятно осознавать, что всё больше молодых людей интересуются нашим видом деятельности и готовы связать свою карьеру с физикой

4️⃣И самое интересное. Мой научный руководитель, который провёл меня через специалитет, аспирантуру и теперь помогает мне писать кандидатскую диссертацию завёл свой канал. Неожиданно, но тоже про моделирование

⏯Как вы все знаете (а может и не знаете) сейчас активно идут приёмные компании в ВУЗы. У нас здесь с коллегами возник спор - как люди узнают про направления подготовки и специальности и потом принимают решение поступать. За 4 года в приёмке я слышал разные варианты: мечта, понравилось название, решение родителей и так далее.

❓Собственно вопрос - а как вы выбрали направление на какое поступать?