Производственная практика в области вычислительных наук: преемственность теории и практикиFarabi University

91ý

Производственная практика в области вычислительных наук: преемственность теории и практики

30 Нау, 2026
Производственная практика в области вычислительных наук: преемственность теории и практики

Мы, студенты 4 курса образовательной программы «Вычислительные науки и статистика» механико-математического факультета Казахского национального университета имени аль-Фараби, прошли производственную практику, которая стала важным и запоминающимся этапом нашего профессионального развития. Данная практика была организована под руководством академика Национальной инженерной академии Республики Казахстан и Национальной академии наук Республики Казахстан, доктора физико-математических наук, профессора Темирбекова Нурлана Мухановича. В ходе практики мы не только совершенствовали свои профессиональные навыки, но и получили возможность установить прямую связь с учёным мирового уровня. Одним из самых ярких моментов стали лекции и регулярные научные встречи с доктором физико-математических наук, профессором Петром Николаевичем Вабищевичем. Мы дважды в неделю встречались в онлайн-формате, обсуждали сложные теоретические вопросы и совместно рассматривали важные задачи, связанные с математическим моделированием и вычислительными методами.

П.Н. Вабищевич — один из ведущих представителей современной вычислительной математики, получивший фундаментальные результаты в области численных методов решения дифференциальных уравнений, методов конечных элементов и математического моделирования.

Его научные труды охватывают вопросы устойчивости разностных схем, операторных методов, методов конечных элементов и моделирования сложных систем и высоко оцениваются международным научным сообществом. Профессор Вабищевич широко известен своими научными работами: он является автором более 100 научных статей, а также более 20 монографий и учебных пособий. Эти труды в настоящее время широко используются в высших учебных заведениях и служат важной научной базой для молодых исследователей. Кроме того, он вносит значительный вклад в руководство научными проектами и подготовку молодых учёных. Под его руководством защищён ряд научных работ и сформирована научная школа.

Особо следует отметить, что решающее влияние на становление учёного оказал выдающийся математик, доктор физико-математических наук, профессор, академик Академии наук СССР Александр Андреевич Самарский, который был научным руководителем П.Н. Вабищевича. Основанная им научная школа не только дала мощный импульс развитию вычислительной математики, но и сформировала фундаментальные теоретические основы численных методов. Данная научная школа и сегодня сохраняет свою актуальность и признаётся одним из ведущих направлений современной вычислительной науки. Профессор П.Н. Вабищевич, как достойный продолжатель этой школы, сумел глубоко развить её идеи, вывести их на качественно новый уровень и эффективно адаптировать к решению современных сложных математических задач.

В ходе лекций мы смогли убедиться не только в глубине теоретических знаний учёного, но и в его умении доступно объяснять сложные понятия. Он на конкретных примерах раскрыл сущность методов операторного расщепления и их роль в повышении эффективности вычислений, продемонстрировав тесную связь теории и практики.

В ходе производственной практики мы глубоко освоили современные направления математического моделирования и численных методов. Особое место занял метод конечных элементов как основной инструмент исследования и вычислений. Этот метод рассматривается как универсальный подход к решению дифференциальных уравнений в сложных геометрических областях, при этом его основная идея заключается в разбиении области на малые элементы и построении приближённого решения на каждом из них. С применением метода конечных элементов мы научились численно анализировать интегральные и дифференциальные уравнения, а также освоили алгоритмы эффективного решения сложных задач. На практике мы убедились, что данный метод позволяет адаптировать теоретические модели к реальным задачам и повышать точность и устойчивость вычислений.

Как неотъемлемую часть научного процесса, мы активно использовали современные вычислительные технологии. В частности, с применением платформы FEniCS реализовывали математические задачи методом конечных элементов, а с помощью Streamlit представляли результаты исследований в наглядной и интерактивной форме. Кроме того, мы подготовили научные доклады по современным программным инструментам, таким как Matplotlib, NumPy, Streamlit, SciPy и Gmsh, и представили их профессору П.Н. Вабищевичу. Эти работы позволили вывести наши навыки программирования и научного анализа на новый уровень.

Непосредственное взаимодействие с учёным такого уровня стало для нас мощной мотивацией. Мы глубоко осознали, что вычислительная математика — это не только теоретическая наука, но и важное направление, широко применяемое в геофизике, инженерии и моделировании природных процессов.

В заключение отметим, что данная производственная практика стала для нас не просто частью учебного процесса, а важным этапом, расширившим наше научное мировоззрение. Этот опыт дал импульс нашему профессиональному и академическому развитию и усилил интерес к выбору научного пути в будущем. Мы также надеемся, что подобные практики будут продолжены и в дальнейшем, предоставляя будущим студентам возможность эффективно осваивать навыки научных исследований. Лекции и научные встречи с профессором П.Н. Вабищевичем останутся для нас незабываемым опытом.

🎓 ЦУР 4 – Качественное образование
– В ходе производственной практики студенты освоили современные вычислительные методы (метод конечных элементов, численное моделирование) и связали теоретические знания с практикой. Это повысило их научные и профессиональные компетенции.
 
💻 ЦУР 9 – Индустрия, инновации и инфраструктура
– С использованием современных программных инструментов, таких как FEniCS, NumPy, SciPy и Matplotlib, были освоены инновационные подходы в вычислительных науках и развиты навыки эффективного решения инженерных задач.
 
🌍 ЦУР 13 – Борьба с изменением климата
– Путем моделирования атмосферных процессов и численного анализа природных явлений проводились исследования, направленные на понимание и прогнозирование экологических проблем.
 
🤝 ЦУР 17 – Партнёрство в интересах устойчивого развития
– Сотрудничество между университетом, научными руководителями и студентами способствовало развитию исследовательских навыков и обмену знаниями на международном уровне.
Кафедра Вычислительных наук и Статистики