|
|
|
№ 17 (3765), 30 ноября 2007 года
|
 |
|
|
|
|
Пилотный проект
«Прикладные математика и физика»
Разработка и внедрение инновационной образовательной программы «Прикладные математика и физика» осуществляется силами коллективов двух факультетов — Физического и Факультета ПМ-ПУ.
|
 |
Участники пилотного проекта |
|
О наиболее значимых результатах внедрения пилотного проекта рассказывает его координатор, доцент Иван Михайлович Григорьев:
— Во-первых, нам удалось приобрести несколько комплектов достаточно современного оборудования, которое мы вряд ли смогли бы получить другим способом. Это нанолитографическая установка LEO Work Station фирмы Карл Цейсс, инфракрасный фурье-спектрометр высокого разрешения фирмы Брукер (СПбГУ — единственный вуз, обладающий таким спектрометром; остальные находятся в академических институтах в Москве, Нижнем Новгороде и Томске), класс сканирующих зондовых микроскопов фирмы NT-MDT (Зеленоград), комплексы для высокопроизводительных вычислений, высоковольтный генератор ГИН-500 и многое другое. Причём это оборудование — «двойного назначения», то есть и для обучения, и для научных исследований. Во-вторых, удалось организовать разработку большого числа методических материалов, обеспечивающих учебный процесс. Это особенно ценно, потому что существующая система финансирования преподавателей, как мне представляется, не обеспечивает должное качество учебного процесса и нуждается в совершенствовании. В-третьих, были поддержаны такие формы проявления креативности наших студентов, как студенческие научные конференции и конкурс инновационных проектов. Последнее особенно важно с точки зрения того, как наш Университет будет обеспечивать подготовку кадров для будущей инновационной экономики. И, наконец, были выполнены ремонт и переоборудование некоторых помещений, и теперь в них не стыдно зайти и привести приличных людей (к которым я, прежде всего, хотел бы отнести наших студентов), а также поставить приобретённое оборудование и обеспечить нормальные условия работы как оборудования, так и сотрудников. Правда, это ещё, честно говоря, капля в море, хоть и стоило больше 30 миллионов, но принципиально то, что это сделано за «свои», то есть внебюджетные деньги. И всё-таки самым главным я считаю то изменение в настроении коллег в отношении перспектив существования нашего, как всегда, самого замечательного вуза, которое выражается известным афоризмом: «Ситуация внушает осторожный оптимизм».
О работе коллектива Факультета ПМ-ПУ рассказывает доцент кафедры технологии программирования Александр Дмитриевич Овсянников:
— На Факультете прикладной математики—процессов управления был проведен целый комплекс мероприятий, нацеленный на повышение качества учебного процесса и внедрение инноваций по направлению «Прикладные математика и физика». Активное участие коллектива факультета в течение последних двух лет в выполнении национального проекта «Образование» уже сегодня приносит свои плоды, достигнутые результаты успешно внедряются в повседневную жизнь студентов и преподавателей, строятся планы на будущее.
В небольшой статье невозможно описать все сделанное на факультете в рамках проекта за два года, отметим лишь несколько основных направлений:
- модернизированы учебные планы для бакалавриата и магистратуры по направлению «Прикладные математика и физика»;
- ежегодно проводились международные семинары по динамике пучков и оптимизации Beam Dynamics and Optimization (с привлечением большого числа молодежи и широким освещением работ по пилотному проекту);
- были созданы программно-методические комплексы по моделированию и оптимизации динамики пучков заряженных частиц для использования в учебном процессе;
- создано программно-методическое обеспечение по проблемам оптимизации ресурсов в телекоммуникационных и вычислительных сетях;
- была организована и успешно проведена приглашенная секция на международной конференции по физике и управлению PhysCon-2007 в Потсдаме (Германия);
- создан и развивается информационно-образовательный портал по направлению «Прикладные математика и физика».
Особо хочется отметить, что на Факультете прикладной математики–процессов управления в рамках проекта заключен контракт с одним из ведущих производителей суперкомпьютерной техники на российском рынке на поставку в этом (2007) году высокопроизводительного вычислительного комплекса (кластера) с пиковой производительностью 3 TFLOPS для образовательных и научных целей.
Комплексы высокопроизводительных вычислений предназначены для решения уникальных ресурсоемких научных задач, которые невозможно реализовать на типовых компьютерах. Они традиционно создаются при крупных учебных заведениях и академических научных центрах.
Закупаемый Факультетом ПМ-ПУ вычислительный кластер может войти в рейтинг суперкомпьютеров «TOP-50» по России и СНГ и более чем на порядок (приблизительно в 30 раз) превосходит по производительности имеющиеся на данный момент в СПбГУ вычислительные мощности.
Факультет ПМ-ПУ планирует обеспечить доступ к новому ресурсу в кратчайшие сроки для всех своих преподавателей и студентов с использованием портальных технологий. Это значит, что новый ресурс можно будет использовать с любого компьютера, входящего в локальную сеть факультета.
Также необходимо отметить широкий круг работ по проекту, проведенных на университетском токамаке Гутта, где были созданы программно-методические комплексы по управлению плазмой в токамаках для использования в учебном процессе (в том числе для обеспечения лабораторных работ).
Особенную актуальность эти работы приобретают на фоне широкомасштабных международных и российских проектов по овладению термоядерной энергией, что должно избавить человечество от проблем с нехваткой энергии. Так, правительство России на развитие управляемого термоядерного синтеза (УТС) до 2050 года планирует потратить 515 миллиардов рублей. При этом на первом этапе (до 2015 года) планируется потратить порядка 30 млрд рублей на сохранение и восстановление экспериментальной базы и научных кадров.
Очевидно, что одной из проблем на пути реализации проектов, связанных с проблематикой управляемого термоядерного синтеза, является недостаток молодых квалифицированных специалистов в данной области и отсутствие на данный момент системного решения для преодоления проблемы. При этом данная проблема характерна не только для России, но и для остальных стран, занимающихся данной тематикой.
Стоит отметить, что подготовкой таких специалистов можно было бы эффективно заниматься на малых токамаках, размещенных непосредственно в высших учебных заведениях — университетах. Такой опыт имеется на Факультете прикладной математики–процессов управления, где непосредственно расположен малый сферический токамак Гутта и ведутся работы по подготовке специалистов в области управления плазмой в токамаках, а также проводятся исследования по международному проекту ITER.
Первоначально название ITER было аббревиатурой английского названия International Thermonuclear Experimental Reactor. В настоящее время оно официально не считается аббревиатурой, а связывается с латинским словом iter — «путь». В проекте шесть участников: Евросоюз, Индия, Китай, Республика Корея, Россия, США, Япония. Страны-участники подписали соглашение по ITER и затратят 12 млрд долларов ради предотвращения энергетического кризиса в будущем. ITER — это последняя ступень перед строительством демонстрационной термоядерной станции ДЕМО. В 2005 году было выбрано место для строительства: окрестности города Кадараша на юге Франции. Ввод реактора в эксплуатацию запланирован на 2016 год.
Внедрение результатов инновационно-образовательной программы в учебный процесс является ее важной целью и задачей. На факультете происходит непрерывное внедрение нового в учебный процесс. По тематике проекта были успешно защищены бакалаврские и магистерские диссертации. Защищены также кандидатские диссертации аспирантами Е.В.Суховым на тему «Математическое моделирование процессов управления плазмой в токамаке и комплексы программ» и С.Л.Долговым на тему «Математическое моделирование эмиссионных систем на основе полевых катодов». Принята к защите диссертационная работа ассистента В.А.Козынченко на тему «Математическое моделирование взаимодействия в интенсивных пучках заряженных частиц». 
|
