Компьютерное моделирование - Портал ТПУ

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ РФ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
УТВЕРЖДАЮ
Директор ЭНИН
________________ Боровиков Ю.С.
“_____”______________________2011 г
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ИНФОРМАТИКА
НАПРАВЛЕНИЕ ООП 221700 «СТАНДАРТИЗАЦИЯ И МЕТРОЛОГИЯ»
ПРОФИЛЬ ПОДГОТОВКИ
СТАНДАРТИЗАЦИЯ И МЕТРОЛОГИЯ
КВАЛИФИКАЦИЯ
БАКАЛАВР
БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА
КУРС 1
СЕМЕСТР 1
КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ
4
ПРЕРЕКВИЗИТЫ
–
КОРЕКВИЗИТЫ
МАТЕМАТИКА, ФИЗИКА
ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:
ЛЕКЦИИ
18
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ 36
АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ
54
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА
72
ИТОГО
126
ФОРМА ОБУЧЕНИЯ
ОЧНАЯ
ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ
1 СЕМЕСТР–ЗАЧЕТ
ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ:
КАФЕДРА ИНФОРМАТИКИ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМ
ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ
СОНЬКИН М.А.
ГЛАЗАЧЕВ А.В.
СТОЯНОВ А.К.
РУКОВОДИТЕЛЬ ООП
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ
2011
1. Цели освоения дисциплины
В дисциплине «Информатика» излагается материал, относящийся к общим основам
использования компьютеров в профессиональной инженерной деятельности. Полученные
знания по данной дисциплине используются при изучении большинства специальных
дисциплин. Соответствие целей формируемым компетенциям приведены в таблице 1.
Таблица 1.Соответствие целей формируемым компетенциям
Формулировка цели
Требования ФГОС ВПО (код УЦ ООП /
Код
коды формируемых компетенций)
цели
1
Ц1
Ц2
Ц3
2
Формирование системных основ
использования персонального
компьютера будущими специалистами в
предметной области
Формирование умений осознано
применять инструментальные средства
информационных технологий для
решения задач инженерной деятельности
3
Требования ФГОС ВПО (Б2 / ОК 1,
6;ПК 1, 2)
Требования ФГОС ВПО (Б2 / ОК7 , 11,
12, 15; ПК 1-4, 6, 7)
Формирование навыков к самообучению Требования ФГОС ВПО (Б2 / ОК 6)
и непрерывному профессиональному
самосовершенствованию
2. Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина «Информатика» относится к математическому и естественнонаучному
циклу дисциплин. Для изучения дисциплины необходимо знание обязательного минимума
содержания среднего (полного) образования по информатике, утвержденного приказом
Минобразования № 56 от 30.06.99. Пререквизитов нет. Кореквизиты – математика, физика.
Дисциплина
«Информатика»
является
пререквизитом
для
всех
дисциплин
профессионального цикла.
3. Результаты освоениядисциплины
После изучения дисциплины в соответствии с ФГОС ООП студент должен:
знать:
1. принципиальные основы устройства компьютера;
2. назначение, основные функции операционных систем и средства их реализации;
3. технологии решения задач инженерной деятельности с помощью инструментальных
средств информационных технологий;
4. основные понятия, принципы построенияи технологию работы с базами данных;
5. основные понятия сетей ЭВМ (локальных и глобальных), понятия сети Internet,
методы поиска информации в сети Интернет;
6. технологию создания научно-технической документации.
Уметь:
1. использовать полученные знания по основным функциям операционных систем для
решения задач обучения, связанных с применением готовых компьютерных
информационных материалов;
2. использовать изученные инструментальные средства информационных технологий
для решения практических задач инженерной деятельности;
3. создавать и использовать несложные базы данных;
4. искать информацию и обмениваться ею в сети Internet.
Владеть:
1. навигации по файловой структуре компьютера и управления её файлами;
2. технологией создания научно-технической документации различной сложности с
помощью текстового процессора MicrosoftWord;
3. технологией решения типовых информационных и вычислительных задач с помощью
табличного процессора MicrosoftExcel;
4. технологией решения типовых информационных и вычислительных задач с помощью
СУБД MicrosoftAccess;
5. технологией поиска и обмена информацией в глобальных и локальных компьютерных
сетях.
В процессе освоения дисциплины у студентов развиваются следующие компетенции:
1.Универсальные (общекультурные) способность/готовность
владеть основными методами, способами и средствами
получения, хранения, переработки информации, использовать компьютер как средство
работы с информацией (ОК-1, 6.11. 15);
2. Профессиональные способность/готовность использовать информационные технологии в своей
предметной области (ПК-.1 10, 19);
4. Структура и содержание дисциплины
4.1. Содержание разделов дисциплины в 1 семестре
1/ Основные понятия информатики. Аппаратураи программное обеспечение
компьютера –4 часа.
Информатика. Понятие информации.
Классификация информации. Понятие
информационных технологий.
Аппаратура ("hardware"). Принципиальное устройство компьютера. Принципы работы
компьютера. Представление информации в компьютере. Краткая характеристика устройств
компьютера.
Системное и прикладное программное обеспечение. Понятие
операционной
системы, ее назначение и функции. Файловая система и ее организация.
Понятие пользовательского интерфейса. Командный и графический интерфейс.
Семейство Windows. Общая характеристика операционных систем семейства.
2/ Инструментальные средства информационных технологий. Офисные
технологии и математические пакеты.–6 часов.
Информационные технологии. Инструментальные средства информационных
технологий.
Офисные технологии. Понятие документа.Основные этапы работы с документом:
выбор рабочего инструмента, создание документа, создание и редактирование содержания
документа,
оформление документа в соответствии с требованиями, сохранение
документа.Автоматизация
решения
расчетных
задач.
Автоматизация
решения
информационных задач. Средства автоматизации оформления документов.
Математические
пакеты.
Основные
понятияпакета
MathCad.Основные
функциональные возможности пакета MathCad. Выполнение простых арифметических
действий. Работа с переменными. Решение трансцендентных уравнений. Вычисление
интегралов. Работа с матрицами. Решение систем линейных уравнений. Символьные
преобразования, дифференцирование и интегрирование. Построение двумерных и
трехмерных графиков.
3/ Базы данных и СУБД-4 часа.
Концепция базы данных. Модели данных, реляционные базы данных, проектирование
базы данныхСУБД, основные понятия и объекты СУБД Access.
4/Сети ЭВМ. Локальные сети. Сеть Internet - 4 часа.
Основные понятия сетей ЭВМ. Топологии локальных сетей. Модель OSI.
Стандартные стеки коммуникационных протоколов.
ГлобальнаясетьInternet. Основные понятия Internet.Классификация Internet-сервисов.
Поиск информации в сети Internet.
Лабораторные занятия
1. Аппаратура компьютера.
2. Введение в WINDOWS.
3. Создание и редактирование документов в MS Word.
4. Создание и оформление многостраничных документов в MS Word.
5. Создание и использование таблиц в MS Excel. Фильтрация данных в списках.
6. Построение графика табулированной функции в MS Excel.
7. Моделирование "что-если" в MS Excel. Подбор параметров.
8. Моделирование "что-если" в MS Excel. Поиск решения.
9. Построение графика табулированной функции в MathCad
10. Решение систем алгебраических уравнений
11. Символьное. дифференцирование и интегрирование
12. Создание однотабличной базы данных
13. Формирование запросов на выборку.
14. Формирование сложных запросов
15. Создание реляционной базы данных
16. Создание отчета с группировкой данных.
4.2. Структура дисциплины
Таблица 2. Структура дисциплины по разделам и формам организации обучения
Название раздела/темы
1
2
3
4
Основные понятия
информатики.
Аппаратура и
программное
обеспечение
компьютера
Инструментальные
средства
информационных
технологий. Офисные
технологии и
математические
пакеты.
Базы данных и СУБД.
Сети ЭВМ. Локальные
сети. Сеть Internet.
Аудиторная работа (час)
СРС. (час).
Итого
Лекции
(час.)
4
Лаб. раб. (час.)
4
8
16
6
22
44
72
(час.)
4
8
16
28
4
2
4
10
4.3 Распределение компетенций по разделам дисциплины
Распределение по разделам дисциплины планируемых результатов обучения по
основной образовательной программе, формируемых в рамках данной
дисциплины и указанных в пункте 3.
Таблица 3.
Распределение по разделам дисциплины планируемых результатов обучения
№
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Формируемые
компетенции
ОК-1.
ОК-6.
ОК-11.
ОК-15.
ПК-1.
ПК-10.
ПК-19.
Разделы дисциплины
2
3
х
х
х
х
х
х
1
х
х
х
4
х
х
х
х
х
х
х
х
х
5. Образовательные технологии
При освоении разделов дисциплины используется сочетание видов образовательной
деятельности (ОД) – лекция, лабораторная работа, самостоятельная работа – с различными
методами ее активизации (см.табл. 3).
Таблица 3. Сочетание видов ОД с различными методами ее активизации
Метод акт.ОД / Вид ОД
IT-методы
Работа в команде
Проблемное обучение
Контекстное обучение
Обучение на основе опыта
Индивидуальное обучение
Междисциплинарное
обучение
Опережающая
самостоятельная работа
Лекции
+
+
+
+
Лаб.раб.
+
+
+
+
+
+
+
Сам.раб
+
+
+
+
+
+
От общего количества аудиторных занятий доля лекционных учебных занятий
составляет 33%, доля интерактивных – 67%.
6. Организация и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы
студентов
6.1. Самостоятельную работу студентов (СРС) можно разделить на текущую и
творческую.
Текущая СРС – работа с лекционным материалом, подготовка к лабораторным
работам, практическим занятиям с использованием сетевого образовательного ресурса (сайт
кафедры ИПС, портал ТПУ); опережающая самостоятельная работа; выполнение домашних
заданий; изучение тем, вынесенных на самостоятельную проработку; подготовка к
контрольной работе, зачету и экзамену, выполнение курсовой работы.
Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа
(ТСР) – поиск, анализ, структурирование информации по теме курсовой работы или
индивидуальному заданию с использованием других интернет-ресурсов (указано в п. 8в).
6.2. Содержание самостоятельной работы студентов по дисциплине
Основой для самостоятельной работы студентовявляется наличие Интернет-ресурсов
различного уровня для выполнения опережающей самостоятельной работы. На уровне ТПУ
– это авторский курс, размещенный в информационно-образовательной среде WebCT:
http://e-le.lcg.tpu.ru/public/INFKA_0911/index.html.На российском уровне – это свободно
доступные курсы Интернет-университета информационных технологий (ИНТУИТ)
http://www.intuit.ru/. На международном уровне для студентов, желающих выполнять
самостоятельную работу на английском языке, – это Открытые курсы Массачусетского
технологического
института
в
США
(MITOpenCourseWare):http://ocw.mit.edu/OcwWeb/web/home/home/index.htm.
В процессе изучения дисциплины студенты должны самостоятельно овладеть
следующими темами:
1. встроенные математические фунцииExcel;
2. вычисление производных и интегралов в пакете MathCad;
3. информационная безопасность и система Интернет;
4. глобальные и локальные компьютерные сети
6.3. Контроль самостоятельной работы
Промежуточный контроль знаний – теоретических и практических – производится в
процессе защиты студентами лабораторных работ. Рубежный контроль в виде
компьютерного тестирования по теоретической и практической части. По результатам
текущего и рубежного контроля формируется допуск студента к зачету. Зачет в устной
форме.
6.4.Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов
Основой для самостоятельной работы студентовявляется наличие Интернет-ресурсов
различного уровня для выполнения опережающей самостоятельной работы. На уровне ТПУ
– это авторский курс, размещенный в информационно-образовательной среде WebCT:
http://e-le.lcg.tpu.ru/public/INFKA_0911/index.html.На российском уровне – это свободно
доступные курсы Интернет-университета информационных технологий (ИНТУИТ)
http://www.intuit.ru/. На международном уровне для студентов, желающих выполнять
самостоятельную работу на английском языке, – это Открытые курсы Массачусетского
технологического
института
в
США
(MITOpenCourseWare):http://ocw.mit.edu/OcwWeb/web/home/home/index.htm.
7. Средства (ФОС) текущей и итоговой оценки качестваосвоения дисциплины.
Фонд оценочных средств дисциплины (ФОС) состоит из средств входного контроля
знаний по школьной информатике, текущего контроля выполнения заданий и средств для
промежуточной аттестации (зачета в 1-ом семестре). Эти средства содержат перечень:
 вопросов, ответы на которые дают возможность студенту продемонстрировать, а
преподавателю оценить степень усвоения теоретических и фактических знаний на уровне
знакомства;
 заданий, позволяющих оценить приобретенные студентами практические умения на
репродуктивном уровне;
Входной и выходной контроль знаний осуществляется в форме компьютерного
тестирования. Содержание ФОС по дисциплине приведено в отдельном файле.
В соответствии с рейтинговой системой текущий контроль производится ежемесячно
в течение семестра путем балльной оценки качества усвоения теоретического материала
(ответы на вопросы) и результатов практической деятельности (решение задач, выполнение
заданий, решение проблем).
Промежуточная аттестация (экзамен, зачет) производится в конце семестра также
путем балльной оценки. Итоговый рейтинг определяется суммированием баллов текущей
оценки в течение семестра (80 баллов максимум) и баллов промежуточной аттестации в
конце семестра по результатам экзамена или зачета (20 баллов максимум). Максимальный
итоговый рейтинг соответствует 100 баллам (текущая оценка в семестре + промежуточная
аттестация в конце семестра = 80 + 20).
8. Рейтинг качества освоения дисциплины
В соответствии с рейтинговой системой текущий контроль производится ежемесячно
в течение семестра путем балльной оценки качества усвоения теоретического материала
(ответы на вопросы) и результатов практической деятельности (решение задач, выполнение
заданий, решение проблем).
Промежуточная аттестация (зачет) производится в конце семестра также путем
балльной оценки. Итоговый рейтинг определяется суммированием баллов текущей оценки в
течение семестра (60 баллов максимум) и баллов промежуточной аттестации в конце
семестра по результатам зачета (40 баллов максимум). Максимальный итоговый рейтинг
соответствует 100 баллам (текущая оценка в семестре + промежуточная аттестация в конце
семестра = 60 + 40). Рейтинг-план первого семестра приведен в табл. 4,
Таблица 4. Рейтинг-план освоения дисциплины в течение семестра.
Недели
Текущийконтроль
Теоретическийматериал
1
Практическаядеятельность
Разделы
Вопросы
Баллы
Основные понятия
информатики.
Аппаратура и
программное
обеспечение
компьютера
Понятиеинформации и
ИТ.
Устройство компьютера
и принципы его работы.
1
2
3
–//–
Системное и прикладное
ПО. Понятие ОС, ее
назначение и функции.
Командный и
графический
пользовательские
интерфейсы. Общая
характеристика
операционных систем
семейства Windows.
1
Задачи
Задания
Проблемы
Итого
Баллы Баллы
Изучить
аппаратуру
компьютера
1.Аппаратура
компьютера
3
4
Введение в
WINDOWS
2.Введение в
2
2
Освоить
технологию
создания
текстовых
документов
1.Создание и
редактирование
документов в MS
Word
2
3
WINDOWS
–//–
4
5
6
Инструментальные
средства
информационных
технологий.
Офисные
технологии и
математические
пакеты.
Информационные
технологии.
Инструментальные
средства
информационных
технологий.
Офисные технологии.
1
–//–
Освоить
технологию
создания
табличных
документов
2.Создание и
оформление
многостраничных
документов в MS
Word
3.Создание и
оформление
многостраничных
документов в MS
Word
4.Создание и
использование
таблиц в MS Excel.
Фильтрация данных
в списках
5
6
3
3
7
8
–//–
Понятие документа.
Основные этапы работы
с документом: выбор
рабочего инструмента,
создание документа,
создание и
редактирование
содержания,
оформление, сохранение
документа.
Автоматизация решения
расчетныхи
информационных задач.
Средства автоматизации
оформления документов.
1
–//–
5.Построение
графика
табулированной
функции в MS Excel
3
4
–//–
6.Моделирование
"что-если" в MS
Excel. Подбор
параметров
3
3
9
–//–
10
11
12
Базы данных и
СУБД.
Математические пакеты.
Основные
понятиявозможности
пакета
MathCad.Трансцендентн
ые уравнения.
Вычисление интегралов.
Работа с матрицами.
Решение систем
линейных уравнений.
Символьные
дифференцирование и
интегрирование.
Построение графиков.
Основные понятия MS
PowerPoint.
1
Концепция базы данных.
Модели данных,
реляционные базы
данных.
Проектирование базы
данных СУБД.
1
–//–
7.Моделирование
"что-если" в MS
Excel. Поиск
решения.
–//–
8.Моделирование
"что-если" в MS
Excel. Поиск
решения.
9. Построение
графика
табулированной
функции в MathCad
5
5
3
4
10.Решение систем
алгебраических
уравнений
3
3
Освоить
технологию
создания
документов
MathCad
–//–
1
13
–//–
Основные понятия и
объекты СУБД Access.
1
14
15
16
Сети ЭВМ.
Локальные сети.
Сеть Internet.
Основные понятия сетей
ЭВМ.
Топологии
локальных
сетей.
Модель OSI.
1
–//–
11. Символьное.
дифференцирование
и интегрирование
3
4
Освоить
технологию
работы с
СУБДAccess
1. Создание
однотабличной базы
данных
3
3
–//–
2.Формирование
запросов на
выборку.
2
5
3. Создание отчета с
группировкой
данных.
4. Создание
реляционной базы
данных
2
–//–
5
5
17
–//–
Internet как глобальная
сеть. Основные понятия
Internet. Классификация
Internet сервисов. Поиск
информации
в
сети
Internet.
1
5. Формирование
сложных запросов
Зачёт
18
Сумма баллов в семестре
–//–
9
4
5
40
40
91
100
9. Учебно - методическое и информационное обеспечение дисциплины
а) основная литература:
1. Информатика. Базовый курс: учебное пособие для втузов / под ред. С. В. Симоновича. -2-е изд.. -СПб.: Питер, 2011. - 640 с.: ил.
2. Информатика. Базовый курс: учебное пособие / под ред. Г. В. Алехиной. — 2-е изд.. — Москва: МФПА, 2010. — 732 с.: ил..
3. О. А.Акулов Информатика: базовый курс: учебник / О. А. Акулов, Н. В. Медведев. — 6-е изд., испр. и доп.. — Москва: Омега-Л,
2009. — 574 с.: ил..
4. В. Б. Немировский, А. К. СтояновИнформатика [Электронный ресурс]: учебное пособие / В. Б. Немировский, А. К. Стоянов;
Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ). — 1 компьютерный файл (pdf; 4.5 MB). —
Томск: Изд-во ТПУ, 2011. — Заглавие с титульного экрана. — Доступ из корпоративной сети ТПУ.
б) дополнительная литература:
5. Ю. И. Кудинов Основы современной информатики: учебное пособие / Ю. И. Кудинов, Ф. Ф. Пащенко. — СПб.: Лань, 2009. —
256 с.: ил..
6. Информатика: учебник / Б. В. Соболь [и др.]. — 4-е изд., доп. и перераб.. — Ростов-на-Дону: Феникс, 2009. — 446 с.: ил..
7. Информатика. Общий курс: учебник для вузов / А. Н. Гуда [и др.]; под ред. В. И. Колесникова. — 3-е изд.. — Москва: Дашков и
К, 2009. — 400 с.: ил..
8. А. В. Могилев Информатика: учебное пособие / А. В. Могилев, Н. И. Пак, Е. К. Хеннер; под ред. Е. К. Хеннера. — 7-е изд.,
стер.. — Москва: Академия, 2009. — 842 с.: ил..
в) программное обеспечение и Internet-ресурсы:
1.
В.Б. Немировский, А. К. Стоянов. Программирование для инженеров: электронный учебник в информационнообразовательной
среде
дистанционного
обучения
ТПУ
WebCT
–
2010.
http://ele.lcg.tpu.ru/SCRIPT/VIK_0911/scripts/serve_home, WebCT ИН: Student1_AVTF ., пароль: St1_AVTF
2.
В. Немировский, А. Стоянов. Компьютерный лабораторный практикум «Информатика», электронный ресурс, компакт – диск,
версия 3.1, 2011.
3.
4.
Интернет-университет информационных технологий (ИНТУИТ). 2010. URL: http://www.intuit.ru/ (дата обращения: 22.06.2010).
Открытые курсы Массачусетского технологического института в США (MITOpenCourseWare). 2010. URL:
http://ocw.mit.edu/OcwWeb/web/home/home/index.htm. (дата обращения: 22.06.2010).
10. Материально-техническоеобеспечениедисциплины
Для преподавания дисциплины кафедрой ИПС предоставляется 5 компьютерных классов (ауд. 101а – 101д корпуса 10). В каждом
классе установлено по 8 ПК типа IntelCeleron 2,66 GHz, или IntelPentiumDualCore 2,8 GHz, мониторы LCD 17" LG, сетевой коммутатор
CNet 16 ports, объединенных в локальную сеть с автоматическим выходом в корпоративную сеть ТПУ и глобальную сеть Интернет. Все
ПК оснащены лицензионным ПО MicrosoftWindows XP, MicrosoftOffice 2003.
Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с требованиями ФГОС по направлению и профилю
подготовки
Программа одобрена на заседании
(протокол № 1 ____ от «____ 28» 08 ___ 2011г.).
Автор ______________________________________
Стоянов А.К.
Рецензент __________________________________
Рейзлин В.И.