Рабочая программа дисциплины

Составитель учебно-методического комплекса дисциплины:

Ведущий преподаватель дисциплины: доцент каф. информатики и вычислительной математики, к. ф.-м. н., доцент, Луканов А.С.

• 
  о предмете «Компьютерные технологии в науке и образовании», о его роли и месте в цикле компьютерных дисциплин и в современном мире;
  
• 
  о назначении, основных функциях, общей схеме организации и общих принципах построения информационных систем;
  
• 
  о современных алгоритмах компьютерной математики;
  
• 
  о применении развитии и реализации математически сложных алгоритмов в современных специализированных программных комплексах.
  

• 
  структуру системного и прикладного программного обеспечения;
  
• 
  назначение и возможности информационных технологий для проведения научно-исследовательской деятельности;
  
• 
  назначение и возможности информационных технологий для разработки электронных образовательных ресурсов;
  
• 
  назначение и возможности специализированных ИС из класса «Дистанционное обучение».
  

• 
  вести научно-исследовательскую деятельность с использованием реализовать программно-информационное обеспечение научной, исследовательской и проектно-конструкторской деятельностью.
  
• 
  Преподавать физико-математичекие дисциплины (в том числе, информатику) с активным и эффективным использованием современных информационных технологий.
  

2. 
   Разделы дисциплины и виды занятий
   

2.3. Лекционный курс

1. 
   Понятие и классификация информационных систем. Понятие информационных систем. Примеры ИС. Классификация информационных систем (ИС) по архитектуре. Классификация ИС по типу обработке данных. Классификация ИС по сфере применения. АСУ, АИВС, СППР, обучающие ИС. (2 часа)
   
2. 
   Обзор современных информационных технологий. Понятие компьютера Фон-Неймановского типа. Основные принципы Фон-Неймана. Определение компьютера. Конфигурация компьютера. Обзор операционных систем и платформ. Сетевый информационные технологии. Базы данных. Офисные технологии. Специализированые пакеты прикладных программ для решения задач механики, обзор. COSMOS, CFX, FLUENT, STAR-CD, LS-DYNA, ANSYS, ABAQUS, FlowVision, MSC/NASTRAN, MSC/MARC, MAGMASOFT, SolidWorks, ERTFEM и др. (4 часа)
   
3. 
   Информатизация общества и проблема образования. Концепция опережающего образования – ответ на вызовы XXI – го века. Основные положения концепции опережающего образования и их роль в развитии процесса информатизации общества. Информатизация образования как фундаментальная проблема современности. Новое понимание целей и задач информатизации образования и основные пути их решения. Информационная ориентация содержания образования. Информатизация образования как средство повышения эффективности образовательного процесса. Система Matlab 6.0 в науке и образовании (http://www.bitex.ru). Педагогическая информатика, ее основные цели, задачи и направления развития. (2 часа)
   
4. 
   Метод математического моделирования и СИТ. Основные этапы МММ. Построение информационной модели на базе математической модели. Численные методы, как основа решения современных задач механики деформируемого твёрдого тела (механики жидкости и газа). Метод конечных элементов и метод граничных элементов, как примеры современных численных методов для решения задач механики. (4 часа)
   
5. 
   Интернет, как образовательный ресурс. Понятие Интернет. Основные подпространтва и сервисы Интернет. Web2.0 и Web3.0. Информационное обеспечение системы образования. Развитие информационных сетей в интересах системы образования. Федеральная университетская компьютерная сеть России RUNNet (http://www.runnet.ru). (4 часа)
   
6. 
   Академические базы данных и базы знаний. Стандарты архитектуры для технологии образовательных систем (Learning Technology Systems Architecture – LTSA). Примеры ресурсов. (2 часа)
   
7. 
   Принципы построения баз знаний с использованием достижений теории искусственного интеллекта. Понятие базы знаний. Структура информационной системы типа База Знаний. Понятие знания. Основные функции ИС БЗ. Поэтапный переход к системам искусственного интеллекта. (4 часа)
   
8. 
   Использовании дистанционных образовательных технологий в процессе обучения. Понятие дистанционного образования. Дистанционное образование как метод расширения образовательного пространства (http://www.ido.ru). Современное состояние и перспективы развития дистанционного образования в России. Система дистанционного образования «Прометей». Международная Академия Открытого Образования (http://www.maoo.ru). (4 часа)
   
9. 
   Методические и методологические аспекты разработки электронных образовательных ресурсов (ЭОР). Типы образовательных ресурсов. Понятие электронного образовательного ресурса. Мультимедийные технологии в образовании. Методологические проблемы использования ЭОР в процессе обучения. (4 часа)
   
10. 
    Информационные технологии, как инструмент для проведения современных научных исследований. Информационное обеспечение научных исследований. Три основные составляющие процесса моделирования: физическая модель, математическая модель, компьютерная модель. Иерархия моделей, их взаимодействие и наполнение. Информационное обеспечение процесса моделирования. Вычислительный эксперимент как составная часть компьютерной модели. Согласованность компьютерной модели и вычислительных систем. Методы искусственного интеллекта в научных исследованиях. Визуализация научных исследований. (6 часов)
    

2. 
   Лабораторный практикум
   

2. 
   Примерные вопросы для промежуточного контроля – зачет.
   

1. 
   Понятие компьютера.
   
2. 
   Основные принципы Фон-Неймана.
   
3. 
   Архиваторы. Примеры.
   
4. 
   Офисные пакеты. Примеры.
   
5. 
   Текстовые процессоры. Примеры.
   
6. 
   Программы корректоры. Примеры.
   
7. 
   Электронные таблицы. Примеры.
   
8. 
   Программы презентационной графики. Примеры.
   
9. 
   Программы распознавания символов. Примеры.
   
10. 
    Электронные словари и программы - переводчики. Примеры.
    
11. 
    Настольные издательские системы. Примеры.
    
12. 
    Пакеты растровой графики. Примеры.
    
13. 
    Пакеты векторной графики. Примеры.
    
14. 
    3-D графика и анимация. Примеры.
    
15. 
    Программы для создания мультимедиа, цифрового видео. Примеры.
    
16. 
    Специализированные математические пакеты. Примеры.
    
17. 
    Сервисные программы Интернет. Примеры.
    
18. 
    Образовательные и обучающие программы. Примеры.
    
19. 
    Понятие, назначение и основные функции операционных систем.
    
20. 
    Локальные компьютерные сети. Основные понятия.
    
21. 
    Логические схемы компьютерных сетей.
    
22. 
    Одноранговые ОС.
    
23. 
    Серверные ОС.
    
24. 
    Понятие глобальной компьютерной сети.
    
25. 
    Основные сервисы Интернет.
    
26. 
    Понятие информационных систем. Примеры ИС.
    
27. 
    Классификация информационных систем (ИС) по архитектуре.
    
28. 
    Классификация ИС по типу обработке данных.
    
29. 
    Классификация ИС по сфере применения.
    
30. 
    АСУ, АИВС, СППР, обучающие ИС.
    
31. 
    Специализированые пакеты прикладных программ для решения задач механики.
    
32. 
    Информатизация образования как фундаментальная проблема современности.
    
33. 
    Новое понимание целей и задач информатизации образования и основные пути их решения.
    
34. 
    Информатизация образования как средство повышения эффективности образовательного процесса.
    
35. 
    Web2.0 и Web3.0.
    
36. 
    Типы поисковых систем.
    
37. 
    Понятие запроса в поисковой стистеме. Примеры.
    
38. 
    Информационное обеспечение системы образования.
    
39. 
    Федеральная университетская компьютерная сеть России RUNNet
    
40. 
    Понятие базы знаний.
    
41. 
    Структура информационной системы типа База Знаний.
    
42. 
    Понятие знания.
    
43. 
    Основные функции ИС БЗ.
    
44. 
    Поэтапный переход к системам искусственного интеллекта.
    
45. 
    Понятие дистанционного образования.
    
46. 
    Современное состояние и перспективы развития дистанционного образования в России.
    
47. 
    Система дистанционного образования «Прометей». Международная Академия Открытого Образования
    
48. 
    Типы образовательных ресурсов. Понятие электронного образовательного ресурса.
    
49. 
    Мультимедийные технологии в образовании.
    
50. 
    Методологические проблемы использования ЭОР в процессе обучения.
    
51. 
    Основные этапы метода математического моделирования.
    
52. 
    Физическая модель.
    
53. 
    Математическая модель.
    
54. 
    Информационная мрдель.
    

• 
  В начале каждого занятия объявлять тему занятия, проводить краткий опрос по теории на тему занятия, объяснять за компьютером наиболее сложные вопросы темы;
  
• 
  Рекомендуется по возможности точно придерживаться программы проведения лабораторных занятий;
  
• 
  Рекомендовать студентам широкое использование ресурсов Интернет и электронных библиотек;
  
• 
  При приеме лабораторных заданий требовать от студентов знания теоретических основ;
  
• 
  Требовать от студентов самостоятельной работы дома и в дисплейных классах университета;
  
• 
  Требовать оформление лабораторных работ в соответствии требуемой формой.
  

• 
  Преподаватели напоминают, что обязательным условием допуска студента к зачету и к экзамену является безусловное выполнение ВСЕХ лабораторных работ, предлагаемых по программе обучения и ОТЧЕТ по выполненным лабораторным работам.
  
• 
  Т.е. зачётная оценка во многом определяется активностью студента на практических занятиях в течение всего семестра.
  
• 
  Необходимо регулярное изучение лекций с разбором приведенных примеров в течение семестра, а не за неделю до зачета или экзамена
  
• 
  Необходимо выполнение упражнений и решение задач, которые лектор предлагает на лекциях;
  
• 
  Огромное значение придается самостоятельной работе студента. При изучении теоретических основ наряду с конспектом лекций необходимо использовать рекомендованную литературу. Т.е. материалов лекции для сдачи экзамена на отличную оценку явно недостаточно. Студент университета, не читающий книги по специальности, – это нонсенс;
  
• 
  Рекомендуется выполнять и отчитываться по лабораторным работам в соответствии с графиком, а не в последнюю неделю семестра. Практика показывает, что «количественный» штурм студентами преподавателя имеет прямо противоположный эффект;
  
• 
  Рекомендуется выполнять лабораторные работы по курсу не только во время лабораторных занятий, но и дома или в дисплейных классах университета, благо университет обладает для этого уникальной возможностью;
  
• 
  При изучении нового материала и выполнении лабораторных работ рекомендуется широко использовать учебные и методические ресурсы Internet.
  
• 
  При освоении программного обеспечения студенты должны изучать назначение, основные функции и интерфейс не каждой конкретной программы, а КЛАССА ПО - на примере конкретной программы. Поэтому на экзамене и зачете разрешается отвечать на вопросы, связанные с конкретным ПО на примере какой-то одной программы из заданного класса ПО.
  

• 
  Комплекс методических материалов и лабораторных работ в формате HTML в локальной сети СамГУ.
  
• 
  Научно-популярные журналы «Мир ПК», «Компьютер-Пресс» и т.д.
  
• 
  Бесплатное и условно - бесплатное ПО.
  
• 
  Вопросы к зачету.
  

1. 
   Степанов А.Н. Информатика. .Учебник для вузов. 6-е изд. – СПб.: Питер, 2010, 720 с. (5-е изд. 100 экз., гриф МО РФ).
   
2. 
   Камышникова А.А., Луканов А.С., Сиников В.М. Введение в Internet..- Самара, СамГУ, 2000 г.
   
3. 
   Алекс Экслер. Современная библия пользователя Интернета 2009.- М.: АСТ Москва 2009 г. 704 стр.
   
4. 
   Каплун А.Б., Морозов Е.М., Олферьева М.А. ANSYS в руках инженера. Практическое руководство. М.: Издательство ЛКИ, 2009. 456 с.
   
5. 
   Морозов Е.М., Никишков Г.П. Метод конечных элементов в механике разрушения. М.: Издательство ЛКИ, 2010. 256 c.
   

6. 
   Воронина Т.П., Кашицин В.П., Молчанова О.П. Образование в эпоху новых информационных технологий. - М.: Издательство «Информатик», 1995.
   
7. 
   Колин К.К. О концепции системы опережающего образования // «Alma mater» (Вестник высшей школы) №4.- М.: 1999.
   
8. 
   Таунсенд К., Фохт Д. Проектирование и реализация экспертных систем на ПЭВМ.- М.: Финансы и статистика,1991.
   
9. 
   Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. Пер. с англ., М.: "Мир", 1975.
   
10. 
    Бреббия К., Теллес Ж., Вроубел Л. Методы граничных элементов: Пер. с англ.— М.: Мир, 1987.— 524 с., ил.
    

1. 
   Степанов А.Н. Информатика. .Учебник для вузов. 6-е изд. – СПб.: Питер, 2009., 720 с.
   
2. 
   Комплекс методических материалов и лабораторных работ в формате HTML в локальной сети СамГУ.