Информационные технологии - Томский политехнический

УТВЕРЖДАЮ
Директор ИНК
___________ В.Н. Бориков
«___» ____________ 2015г.
БАЗОВАЯ РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
НАПРАВЛЕНИЕ ООП 11.03.04 ЭЛЕКТРОНИКА И НАНОЭЛЕКТРОНИКА
ПРОФИЛЬ ПОДГОТОВКИ ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА
КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ) БАКАЛАВР
БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА 2015 г.
КУРС_1_СЕМЕСТР_ 2_
КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ_2_
ПРЕРЕКВИЗИТЫ: «Математика», «Информатика»
КОРЕКВИЗИТЫ: нет
ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:
Лекции
Лабораторные занятия
Практические занятия
Курсовой проект
АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА
ИТОГО
____8
____24_____
____0____
_____0___
____32___
____40_____
____72____
Час.
Час.
Час.
Час.
Час.
Час.
Час.
ФОРМА ОБУЧЕНИЯ ОЧНАЯ
ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ЗАЧЕТ.
ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ кафедра промышленной и
медицинской электроники Института неразрушающего контроля
ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ_____________( Ф.А. Губарев)
РУКОВОДИТЕЛЬ ООП _______________ (В.В. Гребенников)
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ
______________ (И.В. Толмачев)
2015 г.
1. Цели освоения дисциплины
Целями освоения дисциплины в области обучения, воспитания и
развития, соответствующие целям ООП, являются:
•
знакомство с современными подходами построения математического и программного обеспечения информационных систем;
•
формирование у студентов практических навыков применения прикладных программ к решению задач обработки и анализа данных;
•
выработка потребности у студентов к самообразованию за
счет активизации самостоятельной познавательной деятельности.
2. Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина «Информационные технологии» входит в состав вариативной части математического и естественнонаучного цикла ООП.
Дисциплине «Информационные технологии» предшествует освоение дисциплин (ПРЕРЕКВИЗИТЫ): «Математика», «Информатика»
Знания и практические навыки, полученные при изучении дисциплины, используются при изучении последующих дисциплин ООП, в
том числе, профессиональных.
3. Результаты освоения дисциплины
В соответствии с требованиями ООП освоение дисциплины
направлено на формирование у студентов следующих компетенций (результатов обучения), в т.ч. в соответствии с ФГОС:
Таблица 1
Составляющие результатов обучения, которые будут получены при изучении данной дисциплины
Результаты
обучения
(унифицирова
нные
компетенции)
Р2
(ОК7, ОПК9)
Р3
(ОПК6)
Код
Знания
Код
Умени
Код
Владение
опытом
В.2.2
использования
типовых пакетов прикладных программ,
применяемых
при проектировании аппаратов, приборов и электронных систем различного назначения
я
З.2.2
технологию
работы на ПК
в
современных
операционных
средах;
З.3.1
основные методы разработки алгоритмов
и программ
У.2.1
использовать
стандартные
пакеты прикладных программ для решения практических задач
В.4.2
Р4
(ОПК7)
применения
методов и
средств разработки и
оформления
технической
документации
В результате освоения дисциплины «Информационные технологии» студентом должны быть достигнуты следующие результаты:
Таблица 2
Планируемые результаты освоения дисциплины
№ п/п
РД1
РД2
РД3
Результат
знать основы современных программных сред для решения
профессиональных задач
уметь применять знания смежных наук для решения задач обработки данных
владеть навыками использования вычислительных средств для
решения задач обработки данных
4. Структура и содержание дисциплины
Раздел 1. Основы работы в математическом процессоре MathCAD.
Основные положения. Набор и редактирование формул. Запись
констант и переменных. Числовые константы. Переменные. Присваивание. Системные переменные. Работа с текстом. Переменные - диапазоны. Функции.
Перечень лабораторных работ по разделу:
Лабораторная работа №1. «Основы работы: освоение набора формул».
Раздел 2. Графики в математическом процессоре MathCAD.
Декартовы координаты: общая информация; построение графика по точкам; быстрый график; настройка графика.
Прочие типы графиков: объемные графики; график в полярных
координатах; графики "Поверхность", "Линии уровня" и "Объемная гистограмма" по точкам. Объемные кривые по точкам. Быстрый объемный график. Модификация объемных графиков. График "векторное поле".
Перечень лабораторных работ по разделу:
Лабораторная работа № 2. «Построение графика функции одной
переменной в декартовых координатах»
Лабораторная работа № 3. «Исследование функции одной переменной»
Лабораторная работа № 4. «Исследование функции двух переменных»
Раздел 3. Решение уравнений и систем.
Сложные функции. Встроенные разрывные функции. Функция if.
Программная конструкция if. Использование логических множителей.
Функция root .
Конструкция Given /Find. Точность вычислений. Конструкция
Given/Minerr. Специальные виды уравнений и систем. Средства для символьного решения уравнений и систем. Решение задач оптимизации.
Оптимизация функции одной переменной без ограничений. Оптимизация
функции нескольких переменных без ограничений. Задачи оптимизации с
ограничениями.
Перечень лабораторных работ по разделу:
Лабораторная работа № 5. «Вычисление сложной функции»
Лабораторная работа № 6. «Нахождение корней нелинейного
уравнения»
Раздел 4. Решение дифференциальных уравнений. Интегрирование.
Работа с векторами и матрицами. Задание векторов и матриц.
Ввод/вывод матриц из внешних источников. Вычисление сумм и произведений. Символьные вычисления. "Живые" символьные вычисления. Команды меню Symbolic. Окружение odesolve. Функция rkfixed. Алгоритмы
вычисления определенного интеграла.
Перечень лабораторных работ по разделу:
Лабораторная работа № 7. «Обработка одномерного массива»
Лабораторная работа № 8. «Работа с матрицами»
Лабораторная работа № 9. «Вычисление определенного интеграла»
Лабораторная работа № 10. «Решение ОДУ первого порядка» Лабораторная работа № 11. «Интерполяция экспериментальных данных»
6. Организация и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов
6.1. Виды и формы самостоятельной работы
Самостоятельная работа студентов включает текущую и творческую проблемно-ориентированную самостоятельную работу (ТСР).
Текущая СРС направлена на углубление и закрепление знаний
студента, развитие практических умений и включает:
− работа с лекционным материалом, поиск и обзор литературы и
электронных источников информации по индивидуально заданной проблеме курса;
− опережающая самостоятельная работа;
− перевод текстов с иностранных языков;
− подготовка к лабораторным работам, к практическим и семинарским занятиям; − подготовка к контрольной работе и коллоквиуму, к зачету, экзамену.
Творческая самостоятельная работа включает:
− поиск, анализ, структурирование и презентация информации;
6.3. Контроль самостоятельной работы
Оценка результатов самостоятельной работы организуется как
единство двух форм: самоконтроль и контроль со стороны преподавателя.
Самоконтроль зависит от определенных качеств личности, ответственности за результаты своего обучения, заинтересованности в положительной оценке своего труда, материальных и моральных стимулов,
от того насколько обучаемый мотивирован в достижении наилучших результатов. Задача преподавателя состоит в том, чтобы создать условия
для выполнения самостоятельной работы (учебно-методическое обеспечение), правильно использовать различные стимулы для реализации
этой работы (рейтинговая система), повышать еѐ значимость, и грамотно
осуществлять контроль самостоятельной деятельности студента (фонд
оценочных средств).
Контроль текущей СРС осуществляется на лабораторных занятиях
во время защиты лабораторной работы, во время лекции в виде краткого
опроса.
Контроль за проработкой лекционного материала и самостоятельного изучения отдельных тем осуществляется во время рубежного контроля и также во время защиты лабораторных работ в том числе, и во
время конференц-недель.
Проведение конференц-недель (две недели в семестре в соответствии с линейным графиком учебного процесса) позволяет повысить результативность и качество самостоятельной деятельности студентов.
7. Средства текущей и промежуточной оценки качества освоения дисциплины
Оценка качества освоения дисциплины производится по результатам следующих контролирующих мероприятий:
Контролирующие мероприятия
Результаты
обучения по
дисциплине
Контрольные вопросы, задаваемые при выполнении и защиРД 1, РД 3
тах лабораторных работ
Тестирования
Зачет
РД 1
РД 1, РД 2, РД 3
Для оценки качества освоения дисциплины при проведении контролирующих мероприятий предусмотрены следующие средства (фонд
оценочных средств)
Контрольные вопросы, задаваемых при выполнении и защитах лабораторных работ:
1.
Способы вставки графика функции в декартовых координатах.
2.
Отличие быстрого графика от графика по точкам.
3.
Опишите последовательность действий для построения
функции y = sin x на интервале [0; 7].
4.
Размещение нескольких функций на одном графике.
5.
Возможные проблемы при построении графика по точкам.
6.
Назначение функции rkfixed.
7.
Примеры использования "живых" символьных
8.
Как при сложении дробей получить результат в виде дроби?
9.
Как продифференцировать функцию?
10. Как найти первообразную?
8. Рейтинг качества освоения дисциплины
Оценка качества освоения дисциплины в ходе текущей и промежуточной аттестации обучающихся осуществляется в соответствии с
«Положением о проведении текущего оценивания и промежуточной аттестации в ТПУ» в действующей редакции.
В соответствии с «Календарным планом изучения дисциплины»:
 текущая аттестация (оценка качества усвоения теоретического материала (ответы на вопросы и др.) и результаты практической деятельности (решение задач, выполнение заданий, решение проблем
и др.) производится в течение семестра (оценивается в баллах
(максимально 40 баллов), к моменту завершения семестра студент
должен набрать не менее 22 баллов);
 промежуточная аттестация (зачет) производится в конце семестра
(оценивается в баллах (максимально 60 баллов), на зачете студент
должен набрать не менее 33 баллов).
Итоговый рейтинг по дисциплине определяется суммированием
баллов, полученных в ходе текущей и промежуточной аттестаций. Максимальный итоговый рейтинг соответствует 100 баллам.
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение
дисциплины
Основная литература:
1.
Максфилд Б. Mathcad в инженерных расчетах : пер. с англ. –
СПб.; Киев: Корона-Век : МК-Пресс, 2010. – 368 с.
2.
Давыдов Е. Г. Решение математических задач с помощью
программных пакетов Scientific WorkPlace, Scientific Notebook, Mathcad,
Mathematica и Matlab : учебное пособие. — Москва: Либроком, 2012. —
240 с.: ил. — Библиогр.: с. 239-240. — ISBN 978-5-397-02471-6.
3.
Макаров, Евгений ГеоргиевичИнженерные расчеты в
Mathcad 15 : [учебное пособие] / Е. Г. Макаров. — СПб.: Питер, 2011. —
400 с.: ил.. — Учебный курс. — ISBN 978-5-459-00357-4.
Дополнительная литература:
1. Кирьянов Д. В. Mathcad 15/Mathcad Prime 1.0 — СПб.: БХВПетербург, 2012. — 432 с.: ил.. — В подлиннике. —Наиболее полное руководство. — Предметный указатель: с. 423-428.. — ISBN 978-5-97750746-2.
2. Теория и реализация задач вычислительной математики в пакете
MathCad : учебное пособие / Национальный исследовательский Томский
политехнический университет (ТПУ) ; сост. А. И. Кочегуров ; Е. А. Кочегурова. — Томск: Изд-во ТПУ, 2013. — 124 с.: ил.. — Библиогр.: с.
121123.. — ISBN 978-5-4387-0319-8.
Internet–ресурсы (в т.ч. Перечень мировых библиотечных ресурсов):
1.
http://ezproxy.ha.tpu.ru:2071/view/book/1172/ - Кудрявцев
Е.М. Mathcad 11: Полное руководство по русской версии. ДМК Пресс,
2009. 592 с.
2.
http://ezproxy.ha.tpu.ru:2071/view/book/1173/ - Кудрявцев
Е.М. Справочник по Mathcad 11. ДМК Пресс, 2009.
3.
http://ezproxy.ha.tpu.ru:2071/view/book/294/ - Охорзин В.А.
Прикладная математика в системе MATHCAD . "Лань", 2009. 352 с.
Используемое программное обеспечение:
1. Программный пакет MathCad, фирма MathSoft, Inc.
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины
№ Наименование (компьютерные классы, учебп
ные лаборатории, оборудование)
Корпус, ауд.,
количество установок
/п
1
Компьютерный класс
Корпус 16в,
249 ауд., 14 установок
2
Компьютерный класс
Корпус 16в,
327 ауд., 10 установок
1
2
Программа составлена на основе СУОС ТПУ в соответствии с
требованиями ФГОС по направлению подготовки 11.03.04. «Электроника и наноэлектроника» и профилю «Промышленная электроника».
Программа одобрена на заседании кафедры ПМЭ Института неразрушающего контроля (протокол № 12.15 от 19 июня 2015 г).
Автор: Толмачев И.В.
Рецензент: Фокин А.В.