ПРИМЕНЕНИЕ СТОХАСТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ В ПРОФЕССИОНАЛЬНО ОРИЕНТИРОВАННОМ ОБУЧЕНИИ СТУДЕНТОВ ТЕХНИЧЕСКИХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ

Аннотация

Быстрая цифровизация инженерных и промышленных процессов, а также растущая техническая неопределенность и сложность требуют усиления математической подготовки студентов технических специальностей. Теория вероятностей и математическая статистика развивают аналитическое мышление, включая навыки математического моделирования, интерпретации данных, принятия решений в условиях неопределенности при проектировании моделей, компонентов устройств и сетей, оценке надежности, безопасности и т. д. В данном исследовании разработан и оценен профессионально ориентированный подход к преподаванию стохастических методов, интегрирующий теоретические математические знания с практическими приложениями в инженерии и информационных технологиях. Предложенная методология включает в себя профессионально ориентированные задачи, учитывающие такие понятия, как надежность электрических систем, вероятность перегрузки трансформатора, диагностика оборудования с использованием формулы Байеса, электрические цепи с использованием случайных процессов и т. д. Эти задачи побуждают студентов размышлять о случайных явлениях, определять вероятностные модели, проводить математические расчеты, интерпретировать результаты и обосновывать решения в профессиональном контексте. Для исследования эффективности предложенного подхода было проведено двухмесячное квазиэкспериментальное исследование с участием контрольной группы (n = 23), изучавшей теорию вероятностей и выполнявшей дополнительные традиционные и вычислительные задания, и экспериментальной группы (n = 23), изучавшей теорию вероятностей и выполнявшей дополнительные контекстные и профессионально ориентированные задания. Студенты заполнили анкеты предварительной и итоговой оценки. После эксперимента были проведены сравнительный статистический анализ и наблюдение за вовлеченностью студентов в обучение и распространенными типами их ошибок. Было выявлено улучшение результатов в обеих группах, однако в экспериментальной группе наблюдалось более значительное повышение результатов тестирования: средний балл увеличился с 56,5% до 75,1%, в то время как в контрольной группе средний балл повысился с 58,5% до 67,9%. Включение стохастических методов в обучение посредством профессионально ориентированных заданий укрепляет связь между математической теорией и ее практическим применением в системном моделировании, одновременно подготавливая студентов к будущей профессиональной деятельности.