Аннотация примерной программы учебной дисциплины б 9 «История и методология прикладной математики» Цели и задачи дисциплины

Вид материала

Содержание

Подобный материал:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование и развитие следующих компе-

тенций:

общепрофессиональных компетенций:

-способен реализовывать учебные программы базовых и элективных курсов в различных образовательных учреждениях (ОПК-1)

-готов применять современные методики и технологии, в том числе и информационные, для обеспечения качества учебно-воспитательного процесса на конкретной образовательной ступени конкретного образовательного учреждения (ОПК-2)

- способен применять современные методы диагностирования достижений обучающихся и воспитанников, осуществлять педагогическое сопровождение процессов социализации и профессионального самоопределения обучающихся, подготовки их к сознательному выбору профессии (ОПК-3)

-способен использовать возможности образовательной среды, в том числе информационной, для обеспечения качества учебно-воспитательного процесса (ОПК-4)

-способен к подготовке и редактированию текстов профессионального и социально значимого содержания (ОПК -6)

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование и развитие профессиональных компетенций:

- способен реализовывать учебные программы базовых и элективных курсов в различных образовательных учреждениях (ПК – 1)

-готов применять современные методики и технологии, в том числе и информационные, для обеспечения качества учебно-воспитательного процесса на конкретной образовательной ступени конкретного образовательного учреждения (ПК – 2)

-способен применять современные методы диагностирования достижений обучающихся и воспитанников, осуществлять педагогическое сопровождение процессов социализации и профессионального самоопределения обучающихся, подготовки их к сознательному выбору профессии (ПК-3)

-способен использовать возможности образовательной среды, в том числе информационной, для обеспечения качества учебно-воспитательного процесса (ПК – 4)

-способен организовывать сотрудничество обучающихся и воспитанников (ПК – 6)

-способен выявлять и использовать возможности региональной культурной образовательной

среды для организации культурно-просветительской деятельности (ПК – 11);

- решение задач воспитания средствами учебного предмета (ПК-12).

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать:

-систему образования в области информатики в современной профильной школе;

-содержание и принципы построения школьных программ и учебников по информатике в профильной школе;

-содержание профильного общеобразовательного курса «Информатика»;

уметь:

- определять учебно-воспитательные задачи изучаемого материала;

- анализировать результаты учебно-воспитательной деятельности с целью ее совершенство-

вания и повышения своей квалификации;

- адаптировать научное содержание учебных материалов с учетом возраста учащихся;

владеть:

- способами ориентации в профессиональных источниках информации (журналы, сайты,

образовательные порталы и т.д.);

- способами проектной и инновационной деятельности в образовании;

- различными средствами коммуникации в профессиональной педагогической деятельно-

сти;

- способами совершенствования профессиональных знаний и умений путем использования

возможностей информационной среды образовательного учреждения, региона, области, страны.

Содержание дисциплины:

Раздел 1. Предмет методики преподавания информатики в основной школе

Образовательная область “Математика и информатика”. Цели и задачи обучения информатике в школе. Педагогические функции курса информатики. Структура обучения информатике в основной школе. Стандарт школьного образования по информатике. Назначение и функции общеобразовательного стандарта в школе. Варианты постановки школьного курса информатики в зависимости от уровня материального обеспечения и учебного плана школы. Анализ учебных и методических пособий. Планирование учебного процесса по курсу информатики. Программное обеспечение по курсу информатики. Выбор программного обеспечения для преподавания курса информатики.

Требования к уроку информатики. Формы обучения. Типы уроков. Цели урока информатики. Дидактические особенности урока информатики. Анализ урока. Организация проверки и оценки результатов обучения. Школьный кабинет информатики (функциональное назначение и оборудование). Размещение оборудование в кабинете ВТ. Организация работы в кабинете информатики и правила техники безопасности. Оформление требуемой документации. Работа по компьютеризации обучения в школе.

Раздел 2. Методика изучения отдельных тем

Информационные процессы. Представление информации. Передача информации. Компьютер как универсальное устройство обработки информации. Основные устройства ИКТ. Организация информационной среды. Поиск информации. Запись средствами ИКТ информации об объектах и процессах окружающего мира. Проектирование и моделирование. Тексты. Математические инструменты, динамические (электронные) таблицы. Базы данных. Обработка информации. Представление информации. Информационные процессы в обществе.

Раздел 3. Предмет методики преподавания информатики в старшей школе

Образовательная область “Математика и информатика”. Цели и задачи обучения информатике в старшей школе. Педагогические функции курса информатики. Структура обучения информатике в старшей школе. Стандарт школьного образования по информатике (профильный курс). Назначение и функции общеобразовательного стандарта в школе. Варианты постановки школьного курса информатики в зависимости от уровня материального обеспечения и учебного плана школы. Анализ учебных и методических пособий. Планирование учебного процесса по курсу информатики. Программное обеспечение по курсу информатики. Выбор программного обеспечения для преподавания курса информатики.

Особенности формирования обучения учащихся различных профилей. Формирование универсальных учебных действий учащихся.Раздел 4 Методика изучения отдельных тем

Информация и информационные процессы. Принципы функционирования современных средств ИКТ. Средства ИКТ. Технологии создания и обработки текстовой информации. Технология создания и обработки графической и мультимедийной информации. Обработка числовой информации. Технологии поиска и хранения информации. Телекоммуникационные технологии. Технологии управления, планирования и организации деятельности.

Виды учебной работы: лекции, лаб. работы, самостоятельная работа.

Образовательные технологии

В ходе освоения дисциплины при проведении аудиторных занятий используются следующие образовательные технологии: лекции, лабораторные работы с использованием активных и интерактивных форм проведения занятий и др.

При организации самостоятельной работы занятий используются следующие образовательные технологии: проведение интерактивных лекций с использованием современных интерактивных технологий, использование компьютерных тестовых тренажеров.

Формы текущего контроля успеваемости студентов: тестирование, защита лабораторных работ

Форма промежуточной аттестации: зачет.

Общая трудоемкость дисциплины – 2 зачетные единицы (72 часа)

Аннотация примерной программы учебной дисциплины

Б.2.15 «ИКТ в образовании»

Цели и задачи дисциплины

Дисциплина «ИКТ в образовании» обеспечивает становление профессиональной компетентности педагога через формирование целостного представления о роли информационных технологий в современной образовательной среде и педагогической деятельности на основе овладения их возможностями в решении педагогических задач и понимания рисков сопряженных с их применением.

Задачи, решение которых обеспечивает достижение цели:

стимулирование формирования общекультурных компетенций бакалавра через развитие культуры мышления бакалавра в аспекте информационной культуры овладение основными методами способами и средствами работы с информацией развитие способности сознавать опасности и угрозы возникающие в этом процессе (ОК-12);
формирование системы знаний умений и навыков в сфере информационных и коммуникационных технологий используемых в образовании (ПК-2);
содействие формированию общепрофессиональных компетенций через формирование мотивации к информационной педагогической деятельности и развитие способности нести ответственность за ее результаты (ПК-2);
организация информационной и коммуникационной среды обучения. Формирование среды взаимодействия группы. Организация личного информационного пространства обучающегося (ПК-4);
обеспечение условий для активизации познавательной деятельности студентов и формирования у них опыта использования информационных и коммуникационных технологий в ходе решения практических задач по дисциплине и стимулирование исследовательской деятельности студентов в процессе освоения содержания дисциплины (ОПК-3, ПК-2).

Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата

Дисциплина «Методика преподавания информатики» изучается в восьмом семестре и входит в состав дисциплин по выбору блока математических и естественнонаучных дисциплин.

Для освоения дисциплины используются знания, умения и виды деятельности, сформированные в процессе изучения предмета «Информатика» на предыдущем уровне образования. Требования к входным знаниям и умениям студента – знание основ информатики: архитектура ЭВМ, основные пакеты прикладных программ, сеть Интернет.

Содержание дисциплины:

Освоение учебной программы дисциплины «Информационные технологии» осуществляется по модульному принципу. Выделение содержательных модулей основано на рассмотрении основных категорий, определяющих процессы информатизации образования.

Тема I. Информационные процессы информатизация общества и образования.

Понятие информационного процесса информатизации информационных технологий. Сущность, роль и значение процесса информатизации в общественном развитии. Характеристика информационного общества, проблемы информатизации общества. Информатизация российского образования: цели, задачи, тенденции развития, проблемы. Классификации информационных и коммуникационных технологий. Дидактические возможности информационных и коммуникационных технологий. Роль информационных и коммуникационных технологий в реализации новых стандартов образования.

Тема II. Технические и технологические аспекты реализации информационных процессов в образовании.

Аппаратные средства реализации информационных процессов в образовании. Тенденции развития электронной вычислительной техники, как средств управления информацией. Технологии обработки информации. Варианты использования основных видов программного обеспечения: прикладного, системного, инструментального в образовательном процессе. Внедрение открытого программного обеспечения. Кодирование и современные форматы аудиовизуальной информации. Современные цифровые носители информации. Средства отображения информации и проекционные технологии. Интерактивные дисплейные технологии системы трехмерной визуализации в учебном процессе.

Тема III. Информационная образовательная среда.

Понятие информационной образовательной среды (ИОС). Компоненты ИОС. Информационная образовательная среда Российского образования. Федеральные образовательные порталы. Педагогические цели формирования ИОС. Основные возможности современной информационной образовательной среды. Информационная образовательная среда как средство организации информационной деятельности преподавателя и обучающегося. Программные комплексы для организации информационной среды школы вуза. Предметно-практическая информационная образовательная среда. Информационные интегрированные продукты, позволяющие сформировать электронную образовательную среду.

Тема IV. Электронные образовательные ресурсы.

Информационные ресурсы общества. Формы взаимодействия с ресурсами глобальной информационной среды. Методы поиска информации в Интернете. Понятие электронного образовательного ресурса (ЭОР). Классификации ЭОР. Систематизация, описание электронных образовательных ресурсов. Оценка качества ЭОР: требования, комплексная экспертиза (техническая, содержательная, дизайн-эргономическая), критерии оценки. Открытые образовательные ресурсы мировой информационной среды. Открытые коллекции ЭОР информационной среды Российского образования. Открытые модульные мультимедиа системы (ОМС) как учебно-методический комплекс нового поколения. Принципы формирования школьной медиатеки. Проектирование и разработка электронных средств образовательного назначения (этапы, программные средства)

Тема V. Мультимедиа технологии в образовании.

Понятие мультимедиа. Психофизиологические особенности восприятия аудиовизуальной информации. Типы мультимедийных образовательных ресурсов. Компоненты мультимедийных ресурсов. Технические и программные средства мультимедиа. Технологии создания образовательных мультимедийных ресурсов. Методические и психолого-педагогические аспекты использования мультимедиа ресурсов в учебном процессе. Технология «Виртуальная реальность».

Тема VI. Использование коммуникационных технологий и их сервисов в образовании.

Тенденции развития современных сетевых технологий. Интернет-технологии. Специфика коммуникационных сервисов Web1.0 и Web2.0 с точки зрения организации коммуникации. Использование телекоммуникационных технологий в образовании: специфика, проблемы, риски. Видеоконференцсвязь. Сетевое пространство образовательного учреждения. Возможности сетевых технологий в организации взаимодействия в процессе решения профессиональных задач в образовании. Педагогические технологии, позволяющие организовать активную индивидуализированную учебную деятельность на базе сетевых технологий. Сетевые технологии как эффективное средство познавательной деятельности, самообразования и профессионального саморазвития.

Тема VII. Использование баз данных и информационных систем в образовании.

Понятие информационной системы, виды информационных систем используемых в образовании. Понятие базы данных. Базы данных, используемые в учебном процессе. Применение информационных систем и баз данных в формировании информационной образовательной среды общеобразовательного и высшего учебного заведения. Применение информационных систем и баз данных в организационном, образовательном процессах, а также в администрировании школы. Системы дистанционного обучения. Основные направления использования дистанционных технологий в образовании. Примеры. Виды обеспечения дистанционного обучения: программное обеспечение, техническое обеспечение, учебно-методическое обеспечение, организационное обеспечение, нормативно-правовое обеспечение, кадровое обеспечение. Преимущества и ограничения применения дистанционных технологий в образовании.

Тема VIII. Правовые аспекты использования информационных технологий вопросы безопасности и защиты информации.

Нормативно-правовая база информатизации образования. Правовые вопросы использования коммерческого и некоммерческого лицензионного программного обеспечения. Необходимость защиты информации в образовательном учреждении. Информационные технологии защиты информации. Регламентация доступа к информации в информационной образовательной среде. Компьютерные вирусы, средства антивирусной защиты. Правила цитирования электронных источников. Способы защиты авторской информации в Интернете.

Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины Б2.Б.3 «Информационные технологии»

Процесс изучения дисциплины «Информационные технологии» направлен на формирование следующих общекультурных компетенций:

способен понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества сознавать опасности и угрозы возникающие в этом процессе соблюдать основные требования информационной безопасности в том числе защиты государственной тайны (ОК-12);

профессиональных компетенций:

готов применять современные методики и технологии в том числе и информационные для обеспечения качества учебно-воспитательного процесса на конкретной образовательной ступени конкретного образовательного учреждения (ПК-2);
способен использовать возможности образовательной среды в том числе информационной для обеспечения качества учебно-воспитательного процесса (ПК-4);

специальные компетенции:

способность к обоснованному выбору и применению информационных технологий применительно к избранной профессиональной области (СК-1);
способность оформлять и представлять законченные проектные работы, использую информационные технологии (СК-2);
знания и готовность к использованию основных информационных технологий в образовании (СК-3);
способность ориентироваться в постановке и при решении задачи, применяя общенаучные знания и информационные технологии (СК-4).

В результате изучения дисциплины студент должен иметь представление:

об истории развития и современных направлениях в области информационных технологий;
о методологических вопросах применения информационных технологий;

знать:

о процессах информатизации общества и образования о ценностных основах реализации информационной педагогической деятельности;
о нормативно-правовой базе по вопросам использования и создания программных продуктов и информационных ресурсов;
о сущности и структуре информационных процессов в современной образовательной среде
типологии электронных образовательных ресурсов информационных и коммуникационных технологиях принятых образованием;
о педагогических технологиях эффективных в виртуальном пространстве;
о способах взаимодействия педагога с субъектами педагогического процесса и представителями профессионального сообщества в сетевой информационной среде;
о способах профессионального самопознания и саморазвития с применением возможностей информационных и коммуникационных технологий

уметь:

выбирать способы ориентирования и взаимодействия с ресурсами информационной образовательной среды осуществления выбора различных моделей использования информационных и коммуникационных технологий в учебном процессе с учетом реального оснащения образовательного учреждения установления контактов и взаимодействия с различными субъектами сетевой информационной образовательной среды;

совершенствования профессиональных знаний и умений путем использования возможностей информационной среды.

владеть:

методами поиска, хранения и обработки и представления информации, ориентированной на решение педагогических задач;
методами оценивания преимуществ, ограничений и выбора программных и аппаратных средств для решения профессиональных и образовательных задач с оцениванием основных педагогических свойств электронных образовательных продуктов и с определением педагогической целесообразности их использования в учебном процессе.

Виды учебной работы: лекции, лаб. работы, самостоятельная работа.

Образовательные технологии

В ходе освоения дисциплины при проведении аудиторных занятий используются следующие образовательные технологии: лекции, лабораторные работы с использованием активных и интерактивных форм проведения занятий и др.

При организации самостоятельной работы занятий используются следующие образовательные технологии: проведение интерактивных лекций с использованием современных интерактивных технологий, использование компьютерных тестовых тренажеров.

Формы текущего контроля успеваемости студентов: тестирование, защита лабораторных работ

Форма промежуточной аттестации: зачет.

Общая трудоемкость дисциплины – 2 зачетные единицы (72 часа)

Аннотация примерной программы учебной дисциплины

Б.2.16 «Параллельная обработка данных»

Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является обучение основным методам и приемам параллельной обработки информации, архитектуре параллельных вычислительных систем, методам распараллеливания вычислений, технологиям параллельного программирования, применению языков параллельного программирования для решения практических задач. является формирование у будущих системных программистов фундаментальных знаний в области технологии параллельного программирования, ознакомление с проблематикой параллельных вычислительных систем, а также с

методами и оценками их производительности.

Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата

Дисциплина «Технологии параллельного программирования» относится к дисциплинам по выбору математического и естественнонаучного цикла. Для освоения дисциплины студенты используют знания, умения, навыки, сформированные в процессе изучения предметов «Основы информатики», «Алгоритмы и алгоритмические языки», «Языки и методы программирования». Освоение данной дисциплины является основой , последующего прохождения практики, подготовки к итоговой государственной аттестации.

Формируемые компетенции:

ОК-11 способность владения навыками работы с компьютером как средством управления информацией.

Знать: профессиональные приёмы работы с компьютером для решения задач в области вычислительных систем и параллельной обработки данных.

Уметь: применять навыками работы с компьютером для решения задач организации параллельной обработки информации.

Владеть: навыками работы с компьютером как средством управления информацией для решения задач параллельной обработки данных

ОК-14 способность использовать в научной и познавательной деятельности, а также в социальной сфере

Знать: современные способы и средства приобретения с помощью информационных технологий новых знаний и умений и использования их в сфере параллельной обработки данных профессиональные навыки работы с информационными и компьютерными технологиями

Уметь: приобретать с помощью информационных технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения в сфере параллельной обработки данных Владеть: профессиональными навыками работы с информационными и компьютерными технологиями в научной и познавательной деятельности в сфере параллельной обработки данных

ПК-2 способность приобретать новые научные и профессиональные знания, используя современные образовательные и информационные технологии;

Знать: о способах приобретения новой информации в сфере параллельной обработки данных, используя современные информационные технологии

Уметь: использовать возможности информационной среды в области концептуальных решений организации параллелелизма обработки информации Владеть: методами приобретения новой научной информации в сфере параллельной обработки данных с помощью современных информационных технологий

ПК-9 способность решать задачи производственной и технологической деятельности на профессиональном уровне, включая разработку алгоритмических и программных решений в области системного и прикладного программирования

Знать: задачи производственной и технологической деятельности на профессиональном уровне в области параллельных вычислительных систем и параллельной обработке информации

Уметь: решать задачи разработки алгоритмических и программных решений для параллельной обработки информации с помощью многопроцессорных вычислительных систем

Владеть: способностью решать задачи производственной и технологической деятельности в области параллельной обработки информации с помощью многопроцессорных вычислительных

систем

ПК-10 способность применять в профессиональной деятельности современные языки программирования и языки баз данных, операционные системы, электронные библиотеки и пакеты программ, сетевые технологии

Знать: современные языки программирования и языки баз данных, операционные системы, электронные библиотеки и пакеты программ, сетевые технологии для организации параллельной

обработки информации с помощью многопроцессорных вычислительных систем

Уметь: применять в профессиональной деятельности современные языки программирования и языки баз данных, операционные системы, электронные библиотеки и пакеты программ, сетевые

технологии для организации параллельной обработки информации

Владеть: методами использования в профессиональной деятельности современные языки программирования и языки баз данных, операционные системы, электронные библиотеки и пакеты программ, сетевые технологии для организации параллельной обработки информации.

Содержание дисциплины:

Введение

Необходимость параллельных вычислительных систем (ВС): основные классы задач, требующие использования параллельных систем. История развития параллельных ВС, современное состояние. Надежность, производительность и возможности современных параллельных ВС. Специфика разработки программ для сверхбыстродействующих параллельных ЭВМ.

Архитектура ВС

Классы ВС. Классификации параллельных ВС. Многопроцессорная ВС как совокупность процессоров, подсоединенных к многоуровневой иерархической памяти. Понятие когерентности. Механизмы явной и неявной организации когерентности. Когерентность многоуровневой иерархической памяти. Понятие коммуникационной среды. Мультикомпьютерная и траспьютерная технологии. Параллельная обработка информации в транспьютерных системах. Мультипрограммные системы. Построение отказоустойчивых систем. Оценка производительности параллельных ВС.

Коммуникационные среды

Коммуникационная среда на основе интерфейса SCI, среды MYRINET, Raceway. Возможности коннектора шин PCI и DEC Memory Channel. Транспьютерная технология и коммуникационные среды. Сравнительный анализ коммуникационных сред, выбор коммуникационной среды для ВС.

Организация взаимодействия процессов

Процессы, нити, потоки. Программные средства спецификации и порождения процессов. Проблема совместного использования ресурсов. Механизмы взаимодействия асинхронных параллельных процессов. Синхронизирующие примитивы: семафоры, критические интервалы, мьютексы.

Теоретические аспекты параллельных вычислений

Понятие вычислимой функции. Параллельная форма алгоритма, ярусы, высота, ширина. Особенности параллельных алгоритмов. Граф алгоритма, его построение; параллельная форма, максимальная и каноническая параллельные формы. Каноническое отображение алгоритма в графы зависимостей и потока сигналов, в матричный процессор. Свойства параллельных форм. Реализация графа алгоритма в Rⁿ. Направленный и строго направленный графы. Использование сетей Петри для описания параллельных алгоритмов.

Векторизация последовательных выражений программ. Реализация алгоритма, необходимое и достаточное условие реализуемости. Максимальные последовательности операций. Графовые модели программ. Эквивалентные преобразования программ. Примеры параллельного представления алгоритмов: нахождение обратной матрицы методом Гаусса.

Организация параллельных вычислений

Методы и средства параллельной обработки информации. Эффективность параллельных вычислений, проблемы их организации. Параллельные базы данных (БД): преимущества, основные виды параллельной обработки данных в БД. Стандарт интерфейса передачи сообщений MPI. Система параллельного программирования OpenMP. Параллельное программирование в мультикомпьютерных системах. Технологии параллельного программирования. Использование традиционных последовательных языков для параллельного программирования. Языки программирования с поддержкой параллелизма (Ада, Оккам). Матричный язык потоков данных. Основные конструкции и приемы программирования. Сравнение возможностей и эффективности технологий и языков параллельного программирования. Применение языков для решения практических задач.

Ассоциативные и нейросетевые алгоритмы в параллельных ВС

Ассоциативная обработка данных на параллельной ВС. Реализация ассоциативной, контекстно-адресуемой памяти в кристалле CAM 2000. Основные понятия теории искусственных нейронных сетей. Задачи, решаемые нейросетевыми ВС. Аппаратная реализация алгоритмов на нейронных сетях, нейрочипы, нейрокомпьютеры.

Современное состояние рынка параллельных вычислительных систем

Основные производители параллельных систем, современные микропроцессоры. Примеры массово параллельных систем: SMP Power Challenge (Silicon Graphics), SUN Untra Enterprise (SUN), World Mark (NCR), МВС-100, МВС-1000 (НИИ “Квант”, РАН). Реализация современных кластеров DIGITAL на базе Windows NT.

Виды учебной работы: лекции, лаб. работы, самостоятельная работа.

Образовательные технологии

В ходе освоения дисциплины при проведении аудиторных занятий используются следующие образовательные технологии: лекции, лабораторные работы с использованием активных и интерактивных форм проведения занятий и др.

При организации самостоятельной работы занятий используются следующие образовательные технологии: проведение интерактивных лекций с использованием современных интерактивных технологий, использование компьютерных тестовых тренажеров.

Формы текущего контроля успеваемости студентов: тестирование, защита лабораторных работ

Форма промежуточной аттестации: экзамен.

Общая трудоемкость дисциплины – 4 зачетные единицы (144 часа)

Blog

Аннотация примерной программы учебной дисциплины б 9 «История и методология прикладной математики» Цели и задачи дисциплины

Содержание