Рабочая программа дисциплины информатика направление ооп
| Вид материала | Рабочая программа |
- Рабочая программа дисциплины информатика направление ооп 241000, 459.15kb.
- Рабочая программа дисциплины Сетевые технологии Направление подготовки, 182.76kb.
- Рабочая программа дисциплины «механика» направление ооп, 268.46kb.
- Рабочая программа дисциплины информатика направление ооп, 210.09kb.
- Рабочая программа дисциплины математическое моделирование многокомпонентных химических, 419.7kb.
- Рабочая программа дисциплины углубленный курс информатики информатика, 401.2kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины «теория систем и системный анализ» Направление, 223.11kb.
- Рабочая программа дисциплины «Информатика и программирование» Направление подготовки, 282.17kb.
- Рабочая программа дисциплины профессиональная этика и этикет направление ооп, 202.95kb.
- Рабочая программа дисциплины основы эстетики направление (специальность) ооп, 257.76kb.
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Национальный исследовательский Томский политехнический университет»
УТВЕРЖДАЮ
Директор ИНК
________________В. А. Клименов
“___”___________________ 2010 г
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ИНФОРМАТИКА
НАПРАВЛЕНИЕ ООП 280700 ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСТНОСТЬ
ПРОФИЛЬ ПОДГОТОВКИ
КВАЛИФИКАЦИЯ БАКАЛАВР
БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА 2010 г.
КУРС 1 СЕМЕСТР 1, 2
КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ 7 КРЕДИТОВ ECTS
ПРЕРЕКВИЗИТЫ: ОСНОВЫ ИНФОРМАТИКИ, ОСНОВЫ ВЫСШЕЙ МАТЕМАТИКИ
КОРЕКВИЗИТЫ: МАТЕМАТИКА, ФИЗИКА, ХИМИЯ, ЭКОЛОГИЯ
ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:
ЛЕКЦИИ 34 часа
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ 84 часа
АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ 118 часов
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА 118 часов
ИТОГО 236 часов
ФОРМА ОБУЧЕНИЯ ОЧНАЯ
ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ: 1 СЕМЕСТР – ЗАЧЕТ,
2 СЕМЕСТР – ЗАЧЕТ
ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ: КАФЕДРА ИПС
ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ ИПС: СОНЬКИН М.А.
РУКОВОДИТЕЛЬ ОПП: РОМАНЕНКО С.В.
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ: ШЕФЕР О.В.
2010 г.
1. Целями освоения дисциплины 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.
Целями освоения дисциплины в области обучения, воспитания и развития являются требования ФГОС ООП, способствующие формированию у студента следующих общекультурных компетенций (ОК–13):
- способности использования основных программных средств, умением пользоваться глобальными информационными ресурсами, владение современными средствами телекоммуникаций, способностью использовать навыки работы с информацией из различных источников для решения профессиональных и социальных задач (ОК-13),
профессиональных компетенций (ПК – 20):
- способностью принимать участие в научно-исследовательских разработках по профилю подготовки: систематизировать информацию по теме исследований, принимать участие в экспериментах, обрабатывать полученные данные (ПК-20).
- Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина «Информатика» относится к математическому и естесственно-научному циклу дисциплин. Для изучения дисциплины необходимо знание обязательного минимума содержания среднего (полного) образования по информатике, утвержденного приказом Минобразования № 56 от 30.06.99. Кореквизиты – математика, физика, химия, экология. Дисциплина «Информатика» является пререквизитом для всех дисциплин профессионального цикла.
- Результаты освоения дисциплины
После изучения дисциплины в соответствии с ФГОС ООП студент должен:
знать:
основные сведения о дискретных структурах, используемых в персональных компьютерах, основные алгоритмы типовых численных методов решения математических задач, один из языков программирования, структуру локальных и глобальных компьютерных сетей;
уметь:
работать в качестве пользователя персонального компьютера, использовать внешние носители информации для обмена данными между машинами, создавать резервные копии, архивы данных и программ, использовать языки и системы программирования, работать с программными средствами общего назначения, использовать основные приемы обработки экспериментальных данных;
владеть:
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.
Вариативная часть результатов освоения дисциплины:
знать принципы построения реляционных баз данных (на примере Microsoft Access), уметь применять основные методы обработки информации в среде Microsoft Excel (интерполяция, аппроксимация, численное интегрирование).
- Структура и содержание дисциплины
Таблица 1. Структура и содержание дисциплины. Семестр 1
| | Разделы | Лекц. (час.) | Лб. раб. (час.) | Сам. раб. (час.) | Итого (час.) | Формы текущего контроля и аттестации (час.) |
| 1. | Введение в теорию информации и информационные технологии | 4 | 2 | 22 | 28 | Устный отчет |
| 2. | Аппаратное и программное обеспечение ПК | 6 | 16 | 22 | 44 | Устный отчет. Отчеты по лабораторным работам |
| 3. | Основы алгоритмизации. Язык программирования | 8 | 34 | 26 | 68 | Устный отчет. Отчеты по лабораторным работам. Контрольная работа |
| | Промежуточная аттестация | | | | | Зачет |
| Итог | | 18 | 52 | 70 | 140 | |
При сдаче отчетов и письменных работ (самостоятельная подготовка к тестированию по информатике) проводится устное собеседование
Содержание разделов дисциплины в семестре 1
Раздел 1. Введение в теорию информации и информационные технологии
Лекция. Обзор информационных процессов и задач применительно к техносферной безопасности. Основные понятия и определения информатики. Взаимосвязь между данными, информацией и знаниями. Определение и основные характеристики процессов получения, переработки, передачи, хранения и использования данных. Основные операции и законы Булевой алгебры логики, дискретное представление чисел, разрядность. Системы счисления. Типы данных.
Лабораторная работа 1. (2 час.)
Правила работы, техника безопасности и устройство ПК. Тестирование входных знаний по школьной программе информатики.
Раздел 2. Аппаратное и программное обеспечение ПК
Лекция. Устройство персонального компьютера, основные сведения о дискретных структурах, используемых в персональных компьютерах. Типы и характеристики процессоров, характеристики запоминающих устройств и носителей данных, характеристики линий связи, типы и характеристики мониторов, прочих внешних устройств. Рабочие станции, серверы, кластеры и мэйнфреймы. Особенности современных операционных систем. Классификация программного обеспечения (ПО). Работа в Microsoft Office.
Лабораторная работа 2. (2 час.)
Работа с файлами на ПК, в локальной и глобальной сетях. Создание каталогов и файлов, перенос, копирование, редактирование файлов на ПК..
Электронное тестирование по темам «Основные понятия и методы теории информации и кодирования. Сигналы, данные, информация. Общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации», «Технические средства реализации информационных процессов».
Лабораторная работа 3. (4 час.)
Работа с электронными документами в Microsoft Word.
Лабораторная работа 4. (4 час.)
Работа с электронными таблицами в Microsoft Excel.
Тестирование темы «Программные средства реализации информационных процессов»
Раздел 3. Основы алгоритмизации. Язык программирования
Лекция. Основные свойства алгоритмов. Формы представления алгоритмов. Блок–схемы линейных, разветвляющихся и циклических алгоритмов. Сравнительные характеристики языков программирования. Встроенный в приложения Windows язык VBA Программы, модули, проекты. Элементы управления VBA. Объекты, методы и свойства VBA. Обмен информацией между листами Excel и программой на VBA. Константы, переменные, типы VBA. Области видимости уровня процедуры, модуля, проекта. Встроенные функции Excel и VBA. Оконный ввод-вывод. Статические и динамические массивы, логические операторы VBA. Логические операции в Excel и VBA. Условные операторы. Программирование разветвляющихся процессов. Циклы. Программирование циклических процессов VBA. Вычисление сумм, произведений, сложных алгебраических и логических выражений.
Лабораторная работа 5. (2 час.)
Построение алгоритма (блок-схемы) с использованием различных типовых структур.
Лабораторная работа 6. (4 час.)
Составление и запуск простейших программ на VBA.
Контрольное задание №1. (Использование основных структур при написании программ на VBA.)
Лабораторная работа 7. (4 час.)
VBA. Программирование арифметических выражений. Обращение к функциям и процедурам.
Лабораторная работа 8. (2 час.)
Контрольное задание №2. Разработать программу, состоящую из процедур и функций..
Лабораторная работа 9. (8 час.)
Логические операции. Условные операторы и программирование разветвляющего алгоритма
Лабораторная работа 10. (6 час.)
Работа с массивами. Табулирование значений функции
Лабораторная работа 11. (8 час.)
Циклы на VBA. FOR-NEXT, WHILE-WEND, DO-LOOP, FOR-EACH
Лабораторная работа 12. (2 час.)
Контрольная работа №3. (Написать программу на языке VBA с использованием управляющих структур).
Лабораторная работа 13. (2 час.)
Электронное тестирование тем 1-5 (см. приложение 2).
Лабораторная работа 14. (4 час.)
Подготовка презентации одной из тем 1 семестра курса «Информатика» в среде MS PowerPoint.
Зачет
Таблица 2. Структура и содержание дисциплины. Семестр 2
| | Разделы | Лекц. (час.) | Лб. раб. (час.) | Сам. раб. (час.) | Итого (час.) | Формы текущего контроля и аттестации (час.) |
| 4. | Основные алгоритмы типовых численных методов | 4 | 16 | 10 | 30 | Отчеты по лабораторным работам. Контрольная работа |
| 5. | Средства автоматизации математических и инженерных расчетов | 2 | 6 | 10 | 18 | Отчеты по лабораторным работам |
| 6. | Базы данных | 4 | 8 | 10 | 22 | Устный отчет. Отчеты по лабораторным работам |
| 7. | Локальные и глобальные компьютерные сети | 4 | 2 | 10 | 16 | Устный отчет. Тестирование в сети Интернет |
| 8. | Основы компьютерной графики | 2 | 0 | 8 | 10 | Устный отчет |
| | Итоговая аттестация | | | | | Зачет |
| Итог | | 16 | 32 | 48 | 96 | |
При сдаче отчетов и письменных работ проводится устное собеседование
Содержание разделов дисциплины в семестре 2
Раздел 4. Основные алгоритмы типовых численных методов
Лекция. Основные свойства модели. Способы моделировании. Примеры моделей функциональных задач применительно к проблеме «Техносферная безопасность», приводящих к типовым алгоритмам численных методов. Понятия интерполяции, экстраполяции и аппроксимации. Полиномиальная интерполяция методом Лагранжа. Сплайн-интерполяция. Построение функциональных зависимостей с помощью аппроксимации (метод наименьших квадратов). Линейная и квадратичная аппроксимация. Численное интегрирование.
Лабораторная работа 15. (4 час.)
Написание программы на языке VBA с использованием различных управляющих структур.
Лабораторная работа 16. (6 час.)
Программирование интерполяционной формулы Лагранжа в среде VBA.
Лабораторная работа 16. (6 час.)
Численное интегрирование (формулы прямоугольников, трапеций, Симпсона).
Лабораторная работа 17. (6 час.)
Раздел 5. Средства автоматизации математических и инженерных расчетов
Лекция. Средства автоматизации математических и инженерных расчетов ( MATHCAD, MATLAB, МАТЕМАТИКА, STATISTICA).
Лабораторная работа 18. (6 час.)
Работа с расширенными операторами Mathcad.
Выполнение тестовых индивидуальных заданий по Mathcad.
6. Базы данных
Лекция. Система управления БД. Классификация БД. Структурные элементы БД. Виды моделей данных. Основные объекты СУБД.
Лабораторная работа 19. (8 час.)
Основы работы с реляционными базами данных (на примере СУБД Microsoft Access).
Раздел 7. Локальные и глобальные компьютерные сети
Лекция. 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.
Лабораторная работа 20. (2 час.)
Работа в глобальных сетях. Тестирование – репетиционное вузам см. ссылка скрыта, ссылка скрыта
Раздел 8. Основы компьютерной графики
Лекция. Понятие векторной и растровой графики. Графические редакторы (Paint, Adobe Photoshop, Corel DRAW, Grapher, ORIGIN). Графические форматы (BMP, GIF, JPEG).
5. Образовательные технологии
При освоении разделов дисциплины используется сочетание видов образовательной деятельности (ОД) – лекция, лабораторная работа, самостоятельная работа – с различными методами ее активизации (табл. 3).
Таблица 3. Сочетание видов ОД с различными методами ее активизации
| Метод акт.ОД \ Вид ОД | Лекц. | Лб.раб | Сам.раб | К.пр. |
| IT-методы | + | + | + | + |
| Работа в команде | | + | + | |
| Case-study | + | | | |
| Игра | | | + | |
| Проблемное обучение | + | + | | + |
| Контекстное обучение | | + | + | |
| Обучение на основе опыта | + | + | | |
| Индивидуальное обучение | | | + | |
| Междисциплинарное обучение | + | + | + | |
| Опережающая самостоятельная работа | | | + | |
От общего количества аудиторных занятий доля лекционных учебных занятий составляет 30%, доля интерактивных – 67%.
6. Организация и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов
Особенности организации самостоятельной работы студентов при освоении различных разделов дисциплины состоят в привязке этих разделов к будущей профессиональной деятельности, что повышает мотивацию студентов для выполнения самостоятельных работ. Включение самостоятельной работы в рейтинг-план также способствует повышению мотивации студентов. Третьей составляющей самостоятельной работы является наличие Интернет-ресурсов различного уровня для выполнения опережающей самостоятельной работы. На уровне ТПУ – это два авторских курса, размещенных в информационно- образовательной среде WebCT: ссылка скрыта и ссылка скрыта. На российском уровне – это свободно доступные курсы Интернет-университета информационных технологий (ИНТУИТ) ссылка скрыта. На международном уровне для студентов, желающих выполнять самостоятельную работу на английском языке, – это открытые курсы Массачусетского технологического института в США (MIT OpenCourseWare): ссылка скрыта.
Индивидуальные домашние задания (перечень индивидуальных заданий, рефератов и т. п.)
Темы для подготовки презентаций
- Основные понятия и методы теории информации и кодирования. Сигналы, данные, информация. Общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации
- Технические средства реализации информационных процессов
- Программные средства реализации информационных процессов
- Алгоритмизация и программирование
- Технологии программирования. Языки программирования высокого уровня
Темы рефератов
- Методы и технологии моделирования.
- Особенности баз данных, применительно к проблемам экологии и безопасности жизнедеятельности
- Локальные и глобальные сети ЭВМ.
- Защита информации в сетях.
- Технологии обработки графической информации.
Составление глоссария (список терминов и их определение) по темам: