Рабочая программа дисциплины «Компьютерные технологии в науке и образовании»




Скачать 211.98 Kb.
НазваниеРабочая программа дисциплины «Компьютерные технологии в науке и образовании»
Дата конвертации15.02.2016
Размер211.98 Kb.
ТипРабочая программа
источникhttp://www.sgu.ru/sites/default/files/education/programs/kompyuternye_tehnologii.doc



МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского


ИНСТИТУТ ХИМИИ


УТВЕРЖДАЮ

Проректор

по учебно-методической работе

профессор Е.Г. Елина


___________________________

"__" __________________2014 г.


Рабочая программа дисциплины


«Компьютерные технологии в науке

и образовании»


Направление подготовки

04.04.01.68 Химия


Профиль подготовки

Химия синтетических и природных веществ


Квалификация (степень) выпускника

Магистр


Форма обучения

очная


Саратов,

2014

1. Цели освоения дисциплины


Целями освоения дисциплины «Компьютерные технологии в науке и образовании» являются:

  1. формирование у будущего специалиста:

  • понимания основ современных информационных технологий;

  • умения использовать и создавать специализированные компьютерные программы и банки данных;

  • знаний возможностей использования современных информационных технологий в химической науке и образовании, системам сбора, обработки и хранения химической информации, систем дистанционного обучения;

  1. ознакомление с современными тенденциями и подходами в компьютеризации химических данных.



2. Место дисциплины в структуре ООП магистратуры


Дисциплина «Компьютерные технологии в науке и образовании» является общим курсом профессионального цикла ООП магистратуры (М.2) по профилю подготовки «Химия синтетических и природных веществ», по направлению 04.04.01.68 - Химия.

Для успешного выполнения профессиональных задач химикам требуется постоянно поддерживать высокий уровень знания и использования современных компьютерных технологий, а также использовать возможности сети Интернет для развития химических знаний. Дисциплина «Компьютерные технологии в науке и образовании» обеспечивает содержательную взаимосвязь дисциплин общенаучного и профессионального блоков магистратуры. Материал дисциплины базируется на знаниях по информатике, математике, математической статистике, органической, неорганической, физической и аналитической химии, в объеме курсов ООП по направлению бакалавриата «Химия».

В ходе изучения данной дисциплины у магистранта будет сформировано знание о наиболее современных компьютерных технологиях в химии и умение использовать и создавать специализированные компьютерные программы и банки данных. Таким образом, освоение дисциплины «Компьютерные технологии в науке и образовании» необходимо как предшествующее для дисциплин:

  • «Нанохимия и нанотехнологии»;

  • «Хемометрика в спектроскопии»;

  • «Квантовая химия – перспективный метод идентификации соединений».



3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины «Компьютерные технологии в науке и образовании».


Формулировка компетенции


Код

Владение современными компьютерными технологиями, применяемыми при обработке результатов научных экспериментов и сборе, обработке, хранении и передачи информации при проведении самостоятельных научных исследований

ОК-5



В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

• Знать:

  1. основные Интернет-ресурсы по химии (сайты ведущих мировых издательств; российские интернет-ресурсы по химии; сайты, посвященные дистанционному химическому образованию; on-line программы, позволяющие проводить обработку данных химического эксперимента);

  2. структуру и средства систем дистанционного обучения, структуру образовательных ресурсов в РФ, подходы к оценке качества курсов, этику составления дистанционных образовательных ресурсов;

  3. возможности использования современных информационных технологий в образовании и науке.

• Уметь:

  1. проводить поиск химической информации в сети Интернет;

  2. создавать собственные интернет-курсы;

  3. использовать программы по сбору, обработке, хранению и передаче химической информации (Excel, Origin, MathCad, The Unscrumbler, NeuroPro, PhotoShop, ChemDraw);

  4. применять методы математической обработки химической информации;

  5. использовать компьютерные технологии в своих теоретических и экспериментальных исследованиях;

  6. уметь создавать авторские компьютерные алгоритмы для обработки данных химического эксперимента (Excel);

  7. составлять и использовать в своих исследованиях банки данных химической информации (Microsoft Access).

• Владеть:

  1. способами дистанционного общения между преподавателем и слушателем;

  2. способами создания и представления компьютерных презентаций в научных и образовательных целях (PowerPoint).



4. Структура и содержание дисциплины «Компьютерные технологии в науке и образовании».

Общая трудоемкость дисциплины составляет 180 часов (5 зач. ед.), в том числе 78 аудиторных часа (26 лекц. и 52 практ.), 93 часа самостоятельной работы студентов и 35 часов экзамен. Итоговая форма отчетности – экзамен в 1семестре.


Табл.1. Структура и содержание дисциплины




п/п

Раздел дисциплины

Семестр

Неделя семестра

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)


Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра)

Формы промежуточной аттестации (по семестрам)

лекц

практ

СРС

все-го

1

Введение в хемометрику

1

1

2

4

7

13

Устный отчет

2


Компьютерные технологии на этапах сбора и предварительной обработки химической информации.

1

2

2

4

7

13

Отчет по лаб. работе № 1

3

2

4

7

13

Отчет по лаб. работе № 2


3

Компьютерные технологии в химическом эксперименте, моделировании и обработке его результатов.

1

4

2

4

7

13

Отчет по лаб. работе № 3

5

2

4

7

13

Отчет по лаб. работе № 4

6

2

4

7

13

Отчет по лаб. работе № 5

7

2

4

7

13

Контрольная работа № 1

4

Анализ многомерных данных. Метод главных

1

8

2

4

7

13

Отчет по лаб. работе № 6




9

2

4

7

13

Отчет по лаб. работе № 7

5

Компьютерные технологии в оформлении результатов химического эксперимента.

1

10

2

4

7

13

Презентация рефератов

6

Дистанционное химическое образование.

1

11

2

4

7

13

Отчет по лаб. работе № 8

12

2

4

8

14

Деловая игра

13

2

4

8

14

Отчет по лаб. работе № 9





Итого: часов







26

52

93

145

Экзамен


4.1 Содержание рабочей программы


Введение в хемометрику. Хемометрика как наука о применении компьютерных и математических методов в химии. История развития хемометрики. Основные понятия. Химическая наука как объект компьютеризации. Роль информации в химических исследованиях. Основные направления компьютеризации в химии. Современное состояние систем обработки данных и телекоммуникаций. Современные аппаратные и программные средства. Автоматизированное рабочее место. Офисные технологии обработки данных.

Компьютерные технологии на этапах сбора и предварительной обработки химической информации. Виды научно-технической информации. Автоматизация её обработки. Основные сведения о сети Internet. Броузер MS Internet Explorer. Поиск информации в Интернете. Основные поисковые машины. Типы запросов. Поисковый язык. Метапоисковые системы.

Электронные информационные ресурсы: классификация, производители, общие правила работы. Полнотекстовые базы данных мировых агрегаторов научной информации. Отечественные и зарубежные электронные информационные ресурсы.

Полнотекстовые журнальные базы данных ведущих академических издателей (Elsevier, Springer, ACS, Wiley, RSC, Taylor & Francis). Электронная библиотека российских научных журналов Elibrary.ru. Мир науки через цитирование автора, журнала, отрасли знания. Аналитико-библиографическая база данных Scopus.

Системы управления базами данных (СУБД). Основные функции и типовая организация СУБД. Структура данных, методы доступа, интерфейсы доступа к данным. Распределенные БД. Базы знаний. Основы работы в СУБД Access. Банк данных, модели баз данных. Использование средств MS Excel для ведения однотабличной базы данных (списка). Ввод, модификация и выборка данных из таблицы.

Компьютерные технологии в химическом эксперименте, моделировании и обработке его результатов. КТ в теоретических исследованиях. Задачи и состав экспериментальных исследований. Содержание этапа обработки результатов НИ. Процедуры обработки научной информации. Организация информационного обеспечения. Табличный процессор Excel в НИ. Логические операторы, фильтры, сортировка таблиц. Методы статистической обработки химических данных в Excel. Корреляционный анализ данных. Регрессионный анализ зависимостей. Графическое представление результатов эксперимента. Использование системы MathCAD в научных исследованиях.

Анализ многомерных данных. Понятие о размерности данных. Латентные переменные. Метод главных компонентов (МГК). Задачи классификации и дискриминации. Анализ графиков счетов и нагрузок в МГК. Центрирование и шкалирование данных. Многомерная калибровка. Метод проекций на латентные структуры. Метод регрессии на главные компоненты. Оценка погрешностей при анализе многомерных данных. Практическое применение программы Unscrambler.

Применение компьютерных программ для управления приборами, получения и обработки сигналов.

Компьютерные технологии в оформлении результатов химического эксперимента. Процесс оформления научных работ и используемые программные средства. Редакторы научных текстов. Технологии интегрированных программных пакетов общего назначения Microsoft Office. Создание комплексных документов (технологии DDE, OLE) в MS Office. Средства создания презентаций в среде MS PowerPoint. Использование шаблонов содержания и оформления. Использование анимации. Приложение Adobe Acrobat.

Дистанционное химическое образование. Автоматизированные обучающие системы. Концепции, виды и основные решаемые задачи. Создание простейших веб-страничек в приложениях MS Word и MS PowerPoint. Преобразование документа в формат веб-странички. Использование средств MS Office для обработки данных в Интернет. Импорт, экспорт и преобразование данных. Страницы доступа к данным. Обмен данными по локальной сети. Сеть Интернет. Рекомендации по оптимизации размера html-файлов. Организация общего доступа к корпоративному wеб-сайту. Принципы дистанционного обучения. Разработка и использование мультимедийных ресурсов.

Компьютерные обучающие системы. Основные принципы новых информационных технологий обучения. Типы обучающих программ. Компьютерное моделирование в обучении. Программы специального назначения для преподавателя. Разработка обучающих программ. Понятие о дистанционном обучении с использованием глобальных компьютерных сетей. Основные принципы дистанционного обучения.

Компьютерное тестирование. Компьютерное тестирование как пример контролирующей программы. Технология проектирования компьютерных тестов предметной области. Перспективные исследования в области создания контролирующих программ.


4.2. Темы самостоятельной работы и практических работ


№ п/п

Неделя

семестра

Темы самостоятельной работы студентов и практического занятия

Вид

контроля

Практические работы




1

2

3

4

1

1

Общая характеристика науки как объекта компьютеризации. Факторы повышения эффективности работ в науке и образовании за счет использования компьютерных технологий.

Индивидуальный отчет.

Семинар

2

2-3

Общая характеристика сети Internet. Основные сайты химической информации. Основы работы в СУБД MS Access.

Оформление работ.

Тестирование

Работа № 1. Ознакомление с базами данных ведущих академических издателей в сети Internet (2 часа).

Работа № 2. Поиск научной информации по теме магистерской работы и формирование информационных баз данных (2 часа).

3

4-7

Методология моделирования химического эксперимента с  использованием вычислительной техники.

Обработка одномерных химических данных.

Оформление работ.

Контрольная работа

Работа № 3. Первичная обработка экспериментальных данных (статистический анализ) в Excel (2 часа)

Работа № 4. Построение зависимостей и регрессионный анализ в Excel (2 часа)

Работа № 5. Оптимизация химического эксперимента в Excel (2 часа)

4

8-9

Обработка одномерных и многомерных химических данных.

Оформление работ.

Работа № 6. Обработка многомерных данных в The Unscrambler. Метод главных компонент (2 часа)

Работа № 7. Обработка многомерных данных в The Unscrambler. Метод проекций на латентные структуры (2 часа)

5

10

Процесс оформления   научных  работ  и  используемые  программные средства.

Технологии создания  комплексных  документов в MS Office.


Реферат и презентация

Представление презентаций

6

11-13

Компьютерные обучающие системы. Основные принципы новых информационных технологий обучения. Типы обучающих программ. Компьютерное тестирование.

Оформление работ. Деловая игра.

Тестирование


Работа № 8. Создание дистанционного учебного курса (4 часа)

Работа № 9. Создание контролирующего электронного теста (2 часа)



5. Образовательные технологии

При освоении дисциплины используются следующие образовательные технологии:

- интерактивные лекции с элементами междисциплинарного и дистанционного обучения.

- практические занятия c использованием инновационных методов обучения- неимитационные методы: групповые дискуссии, поисковые работы; иммитационные методы: проведение деловых игр и опережающей самостоятельной работы.





№ п/п

Тема занятия

Интерактивные методы обучения

Количество часов

1

Сбор и предварительная обработка химической информации

Поисковая работа

2

Разбор конкретных ситуаций

2

2

Сайты химической информации в сети Интернет. Формирование информационных баз данных

Поисковая работа

4

Разбор конкретных ситуаций (групповые дискуссии)

2

3

Моделирование и обработка химических данных в Excel, MathCad, The Unscrambler

Поисковые работы

6

4

Оформление результатов химического эксперимента

Поисковая работа

2

Презентация

2

5

Дистанционное химическое образование

Поисковые работы.

Деловая игра

6


6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.


Самостоятельная работа студентов включает:

  1. Составление опорных конспектов по теме, собственных баз данных химической информации, поиск информации в сети Интернет.

  2. Разработка собственных дистанционных курсов (индивидуальных, групповых).

  3. Изучение дополнительной литературы.

  4. Подготовка к практическим работам, оформление практических работ, выполнение домашних заданий, подготовку к контрольным работам, текущему и итоговому контролю, прохождению тестов.

  5. Написание рефератов, подготовка презентации


Темы рефератов:

  1. Факторный анализ.

  2. Использование метода главных компонент для анализа многомерных данных.

  3. Роль компьютеров в построении экспертных систем.

  4. Базы данных в научных исследованиях.

  5. Методы обработки нелинейных зависимостей.

  6. История развития хемометрики как науки.

  7. Нейронные сети: использование в научных исследованиях.

  8. Методы обработки цифровых изображений.

  9. Методы компьютерной обработки спектров.

  10. Представление многомерных данных на компьютере.

  11. Моделирование взаимодействия в химии.

  12. Оптимизация эксперимента методом симплекс-планирования.

  13. Дистанционное образование в РФ.

  14. Принципы составления контрольных тестовых заданий.

  15. Системы дистанционного тестирования в СГУ.


ТРЕБОВАНИЯ К РЕФЕРАТУ

Реферат по выбранной теме должен иметь следующую структуру:

  • введение, определяющие обоснование выбора темы;

  • анализ проблемных ситуаций, сложившихся или складывающихся в данной предметной области;

  • описание используемых способов разрешения проблемных ситуаций по данным отечественных и зарубежных источников;

  • выводы, отражающие личное мнение магистранта по эффективности используемых способов разрешения проблемных ситуаций для российской науки и/или образования;

  • список использованных литературных источников, оформленных в соответствии с требованиями библиографических стандартов;

  • список использованных информационных ресурсов с указанием адреса сайта, индекса страницы и др.

Магистранты готовят также презентацию в среде Power Point для представления на докладе.

Контрольные вопросы для самостоятельной работы


1. Компьютерные технологии (КТ). Основные понятия. 

2.Факторы повышения эффективности работ в науке и образовании за счет использования КТ.

3.Общая характеристика науки как объекта компьютеризации.

4.Структура модели научных исследований.

5.Основные направления рационального применения КТ в научных исследованиях.

6.Основные виды научно-технической информации (НТИ).

7.Автоматизация обработки НТИ.

8. Общая характеристика сети Internet.

9.Основные возможности работы в системе Internet Explorer.

10. Основы работы с НТИ в СУБД Ms Access.

11.Использование системы оптического сканирования FineReader в сборе НТИ.

12.Автоматизированный перевод в системе Stylus.

13.Состав и методы теоретических исследований (ТИ).

14.Компьютерная поддержка теоретических исследований.

15.Задачи и состав экспериментальных исследований. КТ на этом этапе.

16.Методология моделирования с  использованием вычислительной техники.

17.Содержание этапа обработки результатов НИ с использованием КТ.

18.Обработка одномерных сигналов.

19.Обработка многомерных сигналов.

20.Использование системы  MathCAD в НИ.

21.Табличный процессор Excel в НИ.

22. Процесс оформления   научных  работ  и  используемые  программные

      средства.

23. Редакторы  научных текстов.

24. Возможности редактора MS Word в создании научных документов.

25. Работа в интегрированной среде MS Office.

26. Технологии создания  комплексных  документов в MS Office.

27. КТ в образовании для преподавателей.

28. КТ в образовании для обучаемых.

  1. Мультимедиа-технологии. Создание компьютерных презентаций.

  2. Web-сайты и Web-страницы. Инструментальные средства создания Web-страниц.

  3. Универсальные поисковые системы Internet и библиографические ресурсы Internet. Поиск научно-технической информации в Интернет.

  4. Образовательные и научные порталы.

  5. Компьютерные обучающие системы. Основные принципы новых информационных технологий обучения. Типы обучающих программ.

  6. Понятие о дистанционном обучении с использованием глобальных компьютерных сетей. Основные принципы дистанционного обучения.

  7. Компьютерное тестирование. Компьютерное тестирование как пример контролирующей программы. Технология проектирования компьютерных тестов предметной области.

  8. Электронные информационные ресурсы: классификация, производители, общие правила работы.

  9. Полнотекстовые базы данных мировых агрегаторов научной информации.

  10. Полнотекстовые журнальные базы данных ведущих академических издателей.

  11. Электронная библиотека российских научных журналов eLIBRARY.ru.

  12. Мир науки через цитирование автора, журнала, отрасли знания. Аналитико-библиографическая база данных Scopus.



7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

а) основная литература:


1. Черников Б.В. Информационные технологии в вопросах и ответах [Текст] : учеб. пособие / Б. В. Черников. - М. : Финансы и статистика, 2005. - 317 с.

2. Захарова И.Г. Информационные технологии в образовании [Текст] : учеб. пособие / И. Г. Захарова. - 3-е изд., стер. - М. : Академия, 2007. - 187 с.


б) дополнительная литература:


1. Михеева Е.В. Практикум по информационным технологиям в профессиональной деятельности: учеб. пособие / Е. В. Михеева. - М. : Проспект : ТК Велби, 2007. - 280 с.
2. Каймин В.А. Информатика: учебник / В. А. Каймин. - 5-е изд. - М.: Инфра-М, 2008. - 283 с.

в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы


Microsoft Office 2007,

программы MathCad, The Unscrambler, среда Moodle.

cайты www.chemometrics.ru/, www.scienec-direct.com, www.springer.com, www.rsc.org, www.msu.ru, www.sgu.ru.


8. Материально-техническое обеспечение дисциплины


- Лекционные аудитории;

- Компьютерный класс, оснащенный программным обеспечение и с выходом в Интернет (№28а);

- Мультимедийный проектор;

- Наличие кафедральной библиотеки.


Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО №547 от 20 мая 2010 года с учетом рекомендаций и Примерной ООП ВПО по направлению подготовки 04.04.01.68 Химия и профилю Химия синтетических и природных веществ


Автор

Доцент, д.х.н. Русанова Т.Ю.


Программа одобрена на заседании кафедры аналитической химии и химической экологии от 6 мая 2014 года, протокол № 13.


Зав. кафедрой аналитической

химии и химической экологии

д.х.н., доцент Русанова Т.Ю.


Директор Института химии

д.х.н., профессор Федотова О.В.



Похожие:

Рабочая программа дисциплины «Компьютерные технологии в науке и образовании» iconРабочая программа дисциплины (модуля) «компьютерные технологии в науке и образовании»
Юриспруденция образовательными учреждениями высшего профессионального образования (высшими учебными заведениями, вузами) на территории...
Рабочая программа дисциплины «Компьютерные технологии в науке и образовании» iconПрограмма дисциплин ы «компьютерные технологии в строительной науке и образовании»

Рабочая программа дисциплины «Компьютерные технологии в науке и образовании» iconУчебно-методический комплекс по дисциплине компьютерные технологии в науке и образовании
...
Рабочая программа дисциплины «Компьютерные технологии в науке и образовании» iconПрограмма рекомендована к печати. Составитель: доцент кафедры Джаджа В. П., к п. н. Заведующий кафедрой: Г. А. Клековкин Рецензент: Пояснительная записка Программа курса «Компьютерные технологии в науке и образовании»
Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования города Москвы
Рабочая программа дисциплины «Компьютерные технологии в науке и образовании» iconПрограмма дисциплины «Компьютерные технологии» для специальности 070601. 65 "Дизайн"
Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки для...
Рабочая программа дисциплины «Компьютерные технологии в науке и образовании» iconОсновная образовательная программа 070601. 65 Специальность «Дизайн». Профиль «Дизайн среды»
Рабочая программа учебной дисциплины «Компьютерные технологии в графическом дизайне» составлена в соответствии с требованиями ооп:...
Рабочая программа дисциплины «Компьютерные технологии в науке и образовании» icon«Компьютерные технологии и информатика»
Контрольная работа по дисциплине «Компьютерные технологии и информатика» для студентов заочной формы обучения
Рабочая программа дисциплины «Компьютерные технологии в науке и образовании» iconМеждународная научно- техническая конференция «Информационные технологии в науке, образовании и производстве»
«Методологические и теоретические аспекты создания и развития информационных технологий»
Рабочая программа дисциплины «Компьютерные технологии в науке и образовании» iconРабочая учебная программа дисциплина Учебная (вычислительная) практика для специальности 010101 Математика
Целью данной дисциплины является практическое закрепление и углубление знаний, полученных при изучении учебной дисциплины "Компьютерные...
Рабочая программа дисциплины «Компьютерные технологии в науке и образовании» iconПрограмма дисциплины по специальности 070601. 65 «Дизайн»
Учебная программа по дисциплине «Компьютерные технологии в проектировании среды, модули 1, 2, 3, 4 в проектировании среды, модули...
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©kzdocs.docdat.com 2012
обратиться к администрации
Документы
Главная страница