Інструментарій імітаційного моделювання у підготовці студентів екологічних спеціальностей
Анотація
Використання комп'ютерного моделювання та прогнозування для аналізу та передбачення складних системних процесів, зокрема у сфері охорони навколишнього середовища, є надзвичайно важливим. Для студентів екологічних спеціальностей володіння навичками моделювання є ключовим аспектом. На ринку існують принаймні дві комп'ютерні програми імітаційного моделювання, які мають безкоштовні версії для студентської освіти: VensimPLE і AnyLogicPLE. Вони дозволяють використовувати імітаційне моделювання та системну динаміку для аналізу та прогнозування екологічних процесів. Студентам надається можливість створювати та вивчати різноманітні сценарії розвитку подій за допомогою математичних моделей. Студентам пропонується створити та дослідити модель "Predator Prey", яка базується на системі диференціальних рівнянь Вольтерри-Лотки. Модель описує динаміку популяцій хижаків та жертв у замкнутій та стаціонарній системі. На основі рівнянь, які враховують розмноження та загибель обох видів, студентам потрібно дослідити взаємодію між популяціями при різних вхідних параметрах. Модель має два етапи: спочатку створюються накопичувачі з початковими значеннями популяцій, потім додаються параметри, які регулюють потоки. На прикладі наведеної моделі, висвітлюється можливість досліджувати вплив різних факторів на динаміку екосистем та розуміти його глибше.
Висновки. Застосування методу системної динаміки дозволяє будувати стратегічні імітаційні моделі, необхідні для ухвалення управлінських рішень у сфері природоохоронної діяльності та раціонального використання ресурсів. Це важливо для практичного застосування знань студентів у майбутній професійній діяльності. Такі навички допоможуть їм ефективно впливати на стан довкілля та приймати обґрунтовані рішення щодо його збереження.
Завантаження
Посилання
Hlushak, O.M., Semenyaka, S.O., Proshkin, V.V., Sapozhnykov, S.V. & Lytvyn, O.S., (2020). The usage of digital technologies in the university training of future bachelors (having been based on the data of mathematical subjects). CTE Workshop Proceedings [Online], 7, 210–224. https://doi.org/10.55056/cte.354
Pollock, L. J., O’Connor, L. M.J., Mokany, K., Rosauer, D.F., Talluto, M. V. & Thuiller, W. (2020). Protect-ing biodiversity (in all its complexity): new models and methods. Trends in Ecology & Evolution, 35(12), 1119-1128. https://doi.org/10.1016/j.tree.2020.08.015
Dushechkina, N. (2022). Influence of the ecological-pedagogical education system on the formation of the ecological worldview of ecology students. Pedagogical Sciences: Theory, History, Innovative Technolo-gies, 1(115), 13-28. https://doi.org/10.24139/2312-5993/2022.01/013-028 (in Ukrainian)
Klochko, O.V., Fedorets, V.M., & Klochko, V.I. (2021). Digital simulation modeling of students' ecological consciousness based on the analysis of risks of eco-phobic tendencies. Modern Information Technologies and Innovative Teaching Methods in the Training of Specialists: Methodology, Theory, Experience, Prob-lems, 2021, 60, 232-246. https://doi.org/10.31652/2412-1142-2021-60-232-247 (in Ukrainian)
Kremen, V.G. (2017). Methodological principles of using information and communication technologies in modern education. Information and Communication Technologies in Modern Education: Experience, Problems, Prospects: Collection of Scientific Works, 5. 3-9. (in Ukrainian)
Gurevich, R.S., Kademiya, M.Y., & Opushko, N.R. (2020). Digital technologies in higher education institu-tions: challenges of modern society. The 5th International scientific and practical conference ‒ Modern science: problems and innovations. Stockholm, Sweden. https://sci-conf.com.ua/wp-content/uploads/2020/07/MODERN-SCIENCE-PROBLEMS-AND-INNOVATIONS-26-28.07.20.pdf (in Ukrainian)
Haleema, A., Javaid, M., Qadri, M. A. & Sumanc, R. (2022). Understanding the role of digital technologies in education. Sustainable Operations and Computers, 3, 275-285. https://doi.org/10.1016/j.susoc.2022.05.004
On approval of the standard of higher education in specialty 101 "Ecology" for the first (bachelor's) level of higher education. (2018). Order No. 1076 dated 04.10.18. Available from: https://mon.gov.ua/storage/app/media/vishcha-osvita/zatverdjeni%20standarty/12/21/101-ekologiya-magistr.pdf
Mandryk, O.M., Malovanyi, M.S., & Orfanova, M.M. (2019). Environmental education and environmental upbringing. Environmental Safety and Sustainable Resource Use, 10(2), 130-139. https://doi.org/10.31471/2415-3184-2019-1(19)-130-139 (in Ukrainian)
Sytnyk V.F., & Orlenko N.S. (1999). Simulation modeling. Kyiv: KNEU
Zatsepina, M., Popova, O., Filippova, A., Muskhanova, I., Yakhyaeva, A. & Ishmuradova, A. (2017). Condi-tions and technologies of students' ecological culture formation. Eurasian Journal of Analytical Chemistry, 12, 673-683. https://doi.org/10.12973/ejac.2017.00201a
Nichishina, V.V. (2021). On mathematical modeling of ecological processes as a means of developing the ecological culture of school students. Scientific Notes. Series: Pedagogical Sciences, 198, 145-148. https://doi.org/10.36550/2415-7988-2021-1-198-145-148 (in Ukrainian)
Bachynskyi, G. O. (1992). Mathematical and cartographic modeling of socio-ecosystems – a leading meth-od of applied socioecology. Problems of urboecology. Kyiv: NOK VO. (in Ukrainian)
Vitlinskyi, V.V., Kolyada, Yu.V. & Trokhanovskyi, V.I. (2011). Modeling of educational institution func-tioning processes regarding the provision of educational services. Proceedings of the science and method. conf.: The scientific component of the educational process and innovative technologies of its development, (April 12 2011), Kyiv: KNEU, 2, 571–573. URI https://ir.kneu.edu.ua:443/handle/2010/10229 (in Ukraini-an)
Kachynsky, A.B. (2016). Security of complex systems: mathematical modeling of dangerous processes and system analysis of its support. Kyiv: "Azimut-Ukraine". (in Ukrainian)
Bogoboyachy, V. V., Kurbanov, K. R., Palii, P. B. & Shmandiy, V. M. (2018). Principles of modeling and forecasting in ecology. Kyiv: Center for Educational Literature. (in Ukrainian)
Vlasyuk, Yu.O. (2013). Features of simulation modeling of economic systems. Collection of scientific works of Tavriyya State Agro-Technological University (Economic Sciences). (4(24). 303 - 305. http://elar.tsatu.edu.ua/bitstream/123456789/1344/1/1140.pdf (in Ukrainian)
Us, S. A. & Palekhova, L. L. (2024). Modeling of sustainable development: training. manual National tech-nical "Dniprovska Polytechnic" University. Dnipro: "Svidler A.L.".
Ouyang, H., Cui, X., Peng, X., & Udemba, E. N. (2023). Reverse knowledge transfer in the digital era and its effect on ambidextrous innovation: A simulation based on system dynamics. Heliyon, 9(12). https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e22717
Zhang, T., Zaffar, A. S., Yumashev, A.V. & Chłąd, M. (2020). Applied Model of E-Learning in the Frame-work of Education for Sustainable Development. Sustainability, 12(16), 6420. https://doi.org/10.3390/su12166420
Forrester, Jay W. (1969). Urban Dynamics. M.I.T. Press, Cambridge, Mass.
Fomenko, O.О. & Chechelnitsky, S.G. (2023). The ecological footprint coefficient of architecture as a factor in the formation of national green standards. Ukrainian Journal of Civil Engineering and Architecture, (5(017)), 110-119. DOI: https://doi.org/10.30838/J.BPSACEA.2312.241023.110.999 (in Ukrainian)
Vensim. https://vensim.com/vensim-personal-learning-edition/
AnyLogic. https://www.anylogic.com/ https://the.anylogic.company/contacts/
Mahdavi, A. (2020). The Art of Process Centric Modeling with Anylogic. https://www.anylogic.com/resources/books/the-art-of-process-centric-modeling-with-anylogic/
Ibarra-Vazquez, G., Soledad Ramírez-Montoya, M., Buenestado-Fernández, M., & Olague G. (2023). Pre-dicting open education competency level: A machine learning approach. Heliyon, 9(11). https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e20597
Lev, I. & Zimmer, M. (2022). Predator–prey interactions: Strategic biting. Current Biology, 32(8). https://doi.org/10.1016/j.cub.2022.03.026
Malthus, T.R. (1798). An Essay on the Principle of Population, as it affects the future improvement of soci-ety. London: Science.
Poggiato, G., Münkemüller, T., Bystrova, D., Arbel, J., Clark, J. S. & Thuiller, W. (2021). On the Interpreta-tions of Joint Modeling in Community Ecology. Trends in Ecology & Evolution, 36(5), 391-401. https://doi.org/10.1016/j.tree.2021.01.002
Fedulova, L.I. (2020). Trends in the development and implementation of digital technologies for achieving sustainable development goals. Economics of Nature Management and Sustainable Development, 7(2.6), 6-14. https://doi.org/10.37100/2616-7689/2019/6(25)/1 (in Ukrainian)
Авторське право (c) 2024 Кот А. Г., Ачасов А. Б., Селіверстов О. Ю., Карпов В. Г.
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License 4.0 International (CC BY 4.0), котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
