020700 Геология - Корпоративный портал ТПУ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Национальный исследовательский Томский политехнический университет»
УТВЕРЖДАЮ
Проректор-директор ИПР
___________ Мазуров А.К.
«___»_____________2011 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ИНФОРМАТИКА (СПЕЦГЛАВЫ)
020700 Геология
НАПРАВЛЕНИЕ ООП
ПРОФИЛЬ ПОДГОТОВКИ
КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ)
бакалавр
БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА
КУРС
1
СЕМЕСТР
2011 г.
2
КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ
4 кредита ECTS
ПРЕРЕКВИЗИТЫ
–
КОРЕКВИЗИТЫ
высшая математика
ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:
ЛЕКЦИИ
18 час.
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
54 час.
АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ
72 час.
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА
54 час.
ИТОГО
126 час.
ФОРМА ОБУЧЕНИЯ
очная
ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ
2 семестр – зачет
ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ:
кафедра ИПС
ЗАВ. КАФЕДРОЙ ИПС
Сонькин М.А.
РУКОВОДИТЕЛЬ ООП
Попов В.К.
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ
Шефер О.В.
2011 г.
1. Цели освоения дисциплины





Целями освоения дисциплины в соответствии с ООП являются:
получение студентами знаний о дискретных структурах ПК, об основных алгоритмах
типовых численных методов решения математических задач, о встроенном в ПП языке
программирования, о структуре локальных и глобальных компьютерных сетей;
приобретение умения работать в качестве пользователя персонального компьютера,
использовать внешние носители информации для обмена данными между машинами,
приобретать новые знания, используя современные образовательные и информационные
технологии;
овладение методами поиска и обмена информацией в глобальных и локальных
компьютерных сетях, техническими и программными средствами защиты информации
при работе с компьютерными системами, включая приемы антивирусной защиты;
формирование у студентов мотивации к самообразованию за счет активизации
самостоятельной познавательной деятельности;
подготовка к научно-исследовательской деятельности, связанной с выбором
необходимых методов исследования, проведением экспериментальных исследований и
анализом их результатов.
2. Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина «Информатика (спецглавы)» относится к математическому и естесственнонаучному циклу дисциплин. Для изучения дисциплины необходимо знание обязательного
минимума содержания среднего (полного) образования по информатике, утвержденного
Приказом Минобразования № 56 от 30.06.99 и дополненного приказом Минобразования России
1089 от 05.03.2004 г. Рабочая программа по дисциплине «Информатика (спецглавы)»
составлена на основе требований ФГОС ВПО РФ, утвержденных приказом Министерства
образования РФ №22 от 14.01.2010 года и Образовательного стандарта ТПУ. Кореквизиты –
высшая математика (Б2). Дисциплина «Информатика» является пререквизитом для всех
дисциплин профессионального цикла.
3. Результаты освоения дисциплины
Таблица 1.
Результаты
обучения
Р2
Составляющие результатов обучения
Код
З2.1
Знания
основ
информационных
технологий
Код
У2.1
Умения
работать в качестве
пользователя
персонального
компьютера;
использовать языки
программирования
для решения
профессиональных
задач
Код
В2.1
Владение опытом
работы с методами
поиска и обмена
информацией в
глобальных и
локальных
компьютерных сетях
Вариативная часть результатов освоения дисциплины:
знать принципы построения реляционных баз данных (на примере Microsoft Access),
уметь применять основные методы обработки геологической информации в среде Microsoft
Excel (интерполяция, аппроксимация, численное интегрирование, поиск особых точек).
В процессе освоения дисциплины у студентов развиваются следующие компетенции.
1. Общекультурные компетенции (ОК– 11, 12, 13, 14):
 способность понимать сущность и значение информации в развитии современного
общества, сознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать
2






основные требования информационной безопасности, в том числе защиты
государственной тайны (ОК-11);
владение основными методами, способами и средствами получения, хранения,
переработки информации (ОК-12);
иметь навыки работы с компьютером как средством управле6ния информацией (ОК-13);
способность работы с информацией в глобальных компьютерных сетях (ОК-14).
2. Профессиональные компетенции (ПК – 2, 3, 4):
способность использовать в профессиональной деятельности базовые знания
информатики (ПК-2);
способность использовать имеющиеся знания и приобретать новые, используя
современные образовательные и информационные технологии (ПК-3);
использовать профессиональные базы данных, работать с распределенными базами
знаний (ПК-4).
4. Структура и содержание дисциплины
4.1. Аннотированное содержание разделов дисциплины
Семестр 2.
1. Основные алгоритмы типовых численных методов
Основные свойства модели. Способы моделирования. Примеры моделей функциональных
задач, приводящих к типовым алгоритмам численных методов. Понятия интерполяции,
экстраполяции и аппроксимации. Полиномиальная интерполяция методом Лагранжа. Сплайнинтерполяция. Построение функциональных зависимостей с помощью аппроксимации (метод
наименьших квадратов). Линейная и квадратичная аппроксимация. Численное интегрирование,
дифференцирование. Особенности методов поиска особых точек. Поиск особых точек: методы
дихотомии, касательных, градиента, случайный поиск.
2. Базы данных
Система управления БД. Классификация БД. Структурные элементы БД. Виды моделей
данных. Основные объекты СУБД.
3. Локальные и глобальные компьютерные сети
Компьютерные сети. Обобщенная структура компьютерной сети. Основные программные и
аппаратные компоненты сети. Топология физических связей. Классификация вычислительных
сетей. Глобальная сеть Internet. Архитектура составной сети. Протоколы. Типы адресов.
Служба WWW. Понятие информационной безопасности. Угрозы информационной
безопасности. Уровни информационной безопасности.
4. Основы компьютерной графики
Понятия векторной и растровой графики. Графические редакторы (Paint, Adobe Photoshop,
Corel DRAW, Grapher). Графические форматы (BMP, GIF, JPEG).
4.2. Структура дисциплины по разделам и видам учебной деятельности
Таблица 2.
Структура дисциплины по разделам и формам организации обучения. Семестр 2.
Разделы
1
2
Основные алгоритмы типовых численных
методов
Базы данных
Аудиторная работа
(час.)
Лекц.
Лб.раб.
(час.)
(час.)
8
40
4
8
Сам.раб.
(час.)
Итого
(час.)
24
72
10
22
3
3.
4.
Итог
Локальные и глобальные компьютерные
сети
Основы компьютерной графики
4
4
10
18
2
18
2
54
10
54
14
126
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-11
ОК-12
ОК-13
ОК-14
ПК-2
ПК-3
ПК-4
1
х
х
Разделы дисциплины
2
3
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
4
x
x
х
x
х
х
8.Образовательные технологии
При освоении разделов дисциплины используется сочетание видов образовательной
деятельности (ОД) – лекция, лабораторная работа, самостоятельная работа – с различными
методами ее активизации (табл. 4).
Таблица 4.
Сочетание видов ОД с различными методами ее активизации
Метод акт.ОД \ Вид ОД
Лекц.
Лб.раб
Сам.раб
IT-методы
+
+
+
Работа в команде
+
+
Case-study
+
Игра
+
Проблемное обучение
+
+
Контекстное обучение
+
+
Обучение на основе опыта
+
+
Индивидуальное обучение
+
Междисциплинарное
+
+
+
обучение
Опережающая
+
самостоятельная работа
К.пр.
От общего количества аудиторных занятий доля лекционных учебных занятий
составляет 41%, доля интерактивных – 67%.
6. Организация и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы
студентов
4
6.1. Самостоятельная работа студентов (СРС) разделяется 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.
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. 8 в).
6.2. Содержание самостоятельной работы студентов по дисциплине
Темы для подготовки презентаций и рефератов
 Методы и технологии моделирования.
 Особенности баз данных, применительно к проблемам природных ресурсов.
 Локальные и глобальные сети ЭВМ.
 Защита информации в сетях.
 Технологии обработки графической информации.
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
Для самостоятельной работы студентов используются сетевые образовательные ресурсы,
представленные на сайте каф. ИПС, персональном сайте преподавателя на портале ТПУ, в
среде WebCT ТПУ.
Методические указания по выполнению лабораторных работ и индивидуальные задания
размещены в локальной сети, доступ к которой осуществляется с компьютеров, размещенных в
101 аудитории 10 корпуса ТПУ, на уровне ТПУ авторский курс, размещенный в корпоративном
портале ТПУ: http://portal.tpu.ru/SHARED/???, методические материалы размещены на WEBсервере кафедры информатики и проектирования систем (ad.cctpu.edu.ru).
7. Средства (ФОС) текущей и итоговой оценки качества освоения 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 во 2-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; задач для оценки приобретенных студентами когнитивных умений
на продуктивном уровне; проблем, позволяющих оценить профессиональные и универсальные
(общекультурные) компетенции студентов.
Входной и выходной контроль знаний осуществляется в форме компьютерного
тестирования. Предусмотрено обязательное прохождение централизованного федерального
тестирования остаточных знаний по дисциплине (http://www.fepo.ru). Содержание ФОС по
дисциплине приведено в отдельном файле комплекта УМКД.
5
В соответствии с рейтинговой системой текущий контроль производится через каждые
девять недель 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 аттестации в конце семестра по результатам зачета (40
баллов максимум). Максимальный итоговый рейтинг соответствует 100 баллам (текущая
оценка в семестре + аттестация в конце семестра = 60 + 40).
8. Учебно - методическое и информационное обеспечение модуля (дисциплины)
а) основная литература:
1. Хамухин А.А. Введение в информатику для инженеров нефтегазового дела. / Томск:
Изд-во ТПУ, 2007.– 284 с.
2. Уокенбах Дж. Microsoft Office Excel 2007: профессиональное программирование на
VBA. // Пер. с англ. – М.: ООО «И.Д.Вильямс», 2008. –928 с.
3. Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя. От начинающего до опытного. /7-е изд.,
перераб. и доп.– М.: Инфра-М, 2002. – 640с.
4. Леонтьев В.П. Большая энциклопедия компьютера и Интернета. – М., Олма-пресс
образование, 2005. – 1104 с.
5. Васильев А. VBA в Office 2000: учебный курс / А. Васильев, А. Андреев. Спб.: Питер,
2001. – 325 с.
б) дополнительная литература:
1. Кирьянов Д.В. Mathcad 12: Наиболее полное руководство + CD-Rom.- СПб: БХВПетербург, 2005.- 576с.
2. Винстон У. Microsoft Office Excel 2007. Анализ данных и бизнес-моделирование. //
Пер. с англ. – М.: «Русская редакция», 2008. – 608 с.
3. Новиков А.А., Хамухин А.А. Введение в информатику процессов первичной
переработки нефти: учебное пособие// Томск: Издательство Томского политехнического
университета, 2008. – 232 с.
в) программное обеспечение и Internet-ресурсы:
1. Microsoft Office 2010 (beta).
2. Mathcad Demo
3. Хамухин А.А. Информатика для инженеров нефтегазового дела. Часть 1 // WebCT –
информационно-образовательная среда дистанционного обучения Томского политехнического
университета. 2010. URL: http://e-le.lcg.tpu.ru/public/IIN_0911/index.html (дата обращения:
22.06.2010).
4. Хамухин А.А. Информатика для инженеров нефтегазового дела. Часть 2 // WebCT –
информационно-образовательная среда дистанционного обучения Томского политехнического
университета. 2010. URL: http://e-le.lcg.tpu.ru/public/IIN_0922/index.html (дата обращения:
22.06.2010).
5. Хамухин А.А. Методические указания для выполнения самостоятельной работы по
дисциплине
«Информатика»,
2009.
–
32
с.
2009.
URL:
http://portal.tpu.ru/SHARED/a/AAXTPU/Spisok (дата обращения: 22.06.2010).
6. Интернет-университет информационных технологий (ИНТУИТ). 2010. URL:
http://www.intuit.ru/ (дата обращения: 22.06.2010).
7. Открытые курсы Массачусетского технологического института в США (MIT
OpenCourseWare). 2010. URL: http://ocw.mit.edu/OcwWeb/web/home/home/index.htm. (дата
обращения: 22.06.2010).
6
8. Википедия – Свободная энциклопедия. 2010. URL: http://ru.wikipedia.org/ (дата
обращения: 22.06.2010).
9. Материально - техническое обеспечение дисциплины
Для преподавания дисциплины кафедрой ИПС предоставляется 5 компьютерных классов
(ауд. 101 а – 101 д корпуса 10). В каждом классе установлено по 8 ПК типа Intel Celeron 2,66
GHz, или Intel Pentium Dual Core 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 Microsoft Windows XP,
Microsoft Office 2003.
Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с требованиями
ФГОС по направлению и профилю подготовки 020700 «Геология».
Программа одобрена на заседании кафедры ИПС
(протокол № от 27.08. 2011 г.).
Автор: доцент каф. ИПС Шефер Ольга Владимировна
Рецензент: доцент кафедры ИПС Рейзлин Валерий Израилевич
7
Таблица. Рейтинг-план второго семестра
Дисциплина
Институт
Информатика (спецглавы)
Институт природных ресурсов (ИПР)
Кафедра
Кафедра геоэкологии и геохимии (ГЭГХ)
020700 Геология
Семестр
1
Число недель
Кол-во кредитов
18
4
Лекции, час.
Практич. занятия,
час.
18
0
№ группы 2Л10 (каф. ГЭГХ)
Группы
Преподаватель
Лаб. работы, час.
54
Всего аудит. работы, час.
Самост. работа,
час.
54
ВСЕГО,
час.
126
Шефер Ольга Владимировна, доцент
72
Рейтинг-план дисциплины Информатика в течение 2 семестра
Текущий контроль
Недели
Теоретический материал
1
2
Название заздела
Темы лекций
1. Основные
алгоритмы типовых
численных методов
(8 час.)
Основные свойства
модели. Способы
моделирования.
Примеры моделей
функциональных
задач, приводящих
к типовым
алгоритмам
численных
методов.
Практическая деятельность
Контролир.
матер.
Баллы
Название лабораторных работ
Баллы
Темы
практических
занятий
(решаемые
задачи)*
Итого
Баллы
Индивидуальные задания
(рубежные контрольные
работы, рефераты и т.п.)
Баллы
1. Разработка интерфейса и
программная реализация для
расчета функционала с
использованием различных
управляющих структур. (4 час.)
2
2
2. Разработка интерфейса и
программная реализация
функции с использованием
разветвляющего алгоритма (4
час.)
2
2
Понятия
интерполяции,
экстраполяции и
аппроксимации.
Полиномиальная
интерполяция
методом Лагранжа.
Сплайнинтерполяция.
3
4
Построение
функциональных
зависимостей с
помощью
аппроксимации
(метод наименьших
квадратов).
Линейная и
квадратичная
аппроксимация.
5
6
Численное
интегрирование,
дифференциров.
Особенности
методов поиска
особых точек.
7
8
9
2. Базы данных (4
Система
3. Разработка интерфейса и
программная реализация
алгоритма с использованием
различных конструкций для
создания цикла (FOR-NEXT,
WHILE-WEND, DO-LOOP, FOREACH). (4 час.)
2
4. Программирование
циклических процессов VBA.
Вычисление сумм,
произведений, сложных
алгебраических и логических
выражений. Табулирование
значений функции. (4 час.)
5. Разработка интерфейса и
программная реализация
алгоритма с использованием
вложенных управляющих
структур (ветвления, цикла,
условие). (4 час.)
2
6
6
6. Программирование
интерполяционной формулы
Лагранжа в среде VBA. (4 час.)
6
6
7. Программная реализация
метода наименьших квадратов.
(4 час.)
6
6
8. Численное интегрирование
(формулы прямоугольников,
трапеций, Симпсона). (4 час.)
6
6
2
Тест по теме:
«Модели решения
функциональных и
вычислительных
задач»
2
4
9. Численное
9
час.)
управления БД.
Классификация БД.
Структурные
элементы БД. Виды
моделей данных.
Основные объекты
СУБД.
дифференцирование.
Поиск особых точек. (4 час.)
6
6
Всего по контрольной точке (аттестации) № 1
10
Окончание.
11
3. Локальные и
глобальные
компьютерные сети
(4 час.)
Компьютерные
сети. Обобщенная
структура
компьютерной
сети. Основные
программные и
аппаратные
компоненты сети.
Топология
физических связей.
Классификация
вычислительных
сетей.
4
Контрольная раб.
(написание
программы на VBA)
2
7
Продолжение.
Реферат/
Презентация
2
2
Тестирование тем:
«Базы данных»,
«Локальные и
глобальные сети
ЭВМ. Защита
информации в
сетях»
2
6
Продолжение.
14
15
1
11. Основы работы с
реляционными базами данных
(на примере СУБД Microsoft
Access). (8 час.)Продолжение.
12
13
Текущ.
тест.
раздел.
6.
10. Расчеты статистических
характеристик. (4 час.)
Окончание.
40
Глобальная сеть
Internet.
Архитектура
составной сети.
Протоколы. Типы
адресов. Служба
WWW.
Окончание.
4
10
Понятие
информационной
безопасности.
Угрозы
информационной
безопасности.
Уровни
информационной
безопасности
16
17
18
4. Основы
компьютерной
графики (2 час.)
Понятия векторной
и растровой
графики.
Графические
редакторы (Paint,
Adobe Photoshop,
Corel DRAW,
Grapher).
Графические
форматы (BMP,
GIF, JPEG).
12. Работа в глобальных сетях.
Итоговое тестирование с
использованием компьютерного
тестирования по информатике
(тестирование – репетиционное
вузам см. www.fepo.ru,
www.analiz-fepo.ru). (4 час.)
Окончание.
4
4
13. Особенности компьютерной
графики (2 час)
1
1
Всего по контрольной точке (аттестации) № 2
20
Итоговая текущая аттестация
60
Зачет
40
Итого баллов по дисциплине
100
Зав.кафедрой ИПС __________________________ ФИО Сонькин Михаил Аркадьевич
Преподаватель
__________________________ ФИО Шефер Ольга Владимировна
11
12