Реферат: Программа дисциплины компьютерные технологии в науке и образовании Программу составила

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

“Тобольский государственный педагогический институт

им. Д.И. Менделеева”


Кафедра информационных технологий в образовании


ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ


Компьютерные технологии в науке и образовании


Программу составила:

А.И. Петрова


Тобольск – 2008


I. Организационно-методический раздел


1. Цель курса.

Работа пользователя с программными продуктами должна по возможности быть комфортной и осуществляться в соответствующей программно-технической среде (тип процессора, объем оперативной и внешней памяти, платформа сетевой и локальной операционной системы и др.). Для работы пользователя большое значение имеет пользовательский интерфейс (вид, размер и местоположение основного экрана, функции обработки, доступные через систему меню, панели инструментов и т.п.).

Прикладные программные продукты автоматизируют деятельность специалистов (экономистов, менеджеров, бухгалтеров, агентов и т.д.) предметных областей. Сформировалась тенденция на создание автоматизированных рабочих мест – АРМ, полностью поддерживающих всю профессиональную деятельность конечного пользователя в компьютерной среде.

Стремительная математизация и компьютеризация практически всех областей знания требует рассматривать компьютерные технологии как важнейшую составляющую фундаментальной подготовки студентов. Дисциплина должна помочь студентам получить правильное и всестороннее представление о возможностях использования компьютерных технологий в науке и образовании, научить их использовать компьютерную технику и программное обеспечение в своей профессиональной деятельности.

Изучение дисциплины призвано повысить общую культуру студентов, научить их практическим навыкам использования компьютерных технологий, что позволит им стать полноценными членами уже зарождающегося информационного сообщества будущего.

Предметом изучения курса являются современные информационные технологии, пакеты прикладных программ, новейшие технические средства.

Целью дисциплины является ознакомление студентов с основными концепциями, принципами построения и реализацией информационно-вычислительных систем и сетей; современными тенденциями их развития; с технологиями разработки приложений; функциями системного и прикладного программного обеспечения; применением сетевых технологий. Выработать практические навыки работы с компьютерными системами, включая моделирование, сбор и обработку информации, подготовку и оформление документов, представление материалов в информационных сетях.


2. Задачи курса.

Приобретение студентами знаний основных принципов формирования компьютерных сетей.

Формирование практических навыков построения научных и образовательных порталов.

Выработка у студентов понимания принципов формирования информационной научно-образовательной среды.

Овладение навыками применения знаний для дальнейшей научной работы.


^ 3. Место курса в профессиональной подготовке выпускника.


4. Требования к уровню освоения содержания дисциплины.

Обучаемый должен знать:

– основные варианты использования компьютерных технологий в научных исследованиях;
– основные направления использования компьютерных технологий в образовании;
– основные методы работы с сетью Интернет;
– основные направления использования компьютерных технологий;

– системы сбора, обработки и хранения информации.

^ Обучаемый должен уметь:

– использовать компьютер в социальных методах исследования;
– пользоваться международной сетью Интернет.

– уметь анализировать результаты математической обработки научных данных с целью определения их достоверности и области использования;

– создавать авторские и пользоваться стандартными банками компьютерных программ и банками данных;

^ Обучаемый должен владеть:

– навыками разработки приложений как с использованием языков программирования, так и в средах конечного пользователя;

– навыками работы и поиска информации в компьютерных сетях (Internet).

^ Перечень дисциплин с указанием разделов(тем), усвоение которых необходимо для изучения дисциплины:

информатика и математика (необходимо знание всей информационной составляющей этой дисциплины).


II. Содержание курса


^ 1. Разделы курса.


№

п/п

Модуль (раздел) дисциплины

Лекции

Лаборат. занятия

Самостоятельная

работа

1

Новые информационные и коммуникационные технологии

4

4

30

2

Понятие и классификация сред конечного пользователя

4

4

30

3

Концепция интеллектуального интерфейса

4

 

4

 

30

4

Системы аналитических преобразований, обработки и визуализации экспериментальных данных

4

4

 

26

 

Итого

16

16

116


^ 2. Темы и краткое содержание.

1. Новые информационные и коммуникационные технологии

1.1. Лекционный материал .

Понятие и эволюция информационных и коммуникационных технологии (ИКТ). Информатизация общества как социальный процесс и его основные харак­теристики. Влия­ние информатизации на сферу образования. Понятие и виды новых информационных технологий (НИТ). Применение компьютерной техники  в образовании. Компьютер как средство обучения и восприятия. Роль преподавателя в процессе обучения с использованием компьютеров. Мультимедиа в обучении. Компьютерные обучающие системы. Основные принципы НИТ обучения. Типы обучающих программ. Компьютерное моделирование в обучении. Программы специального назначения для преподавателя.

Конфигурации локальных сетей и организация обмена информацией. Глобальные компьютерные сети, принципы построения и организация ресурсов и служб, протоколы коммуникаций. Протокол передачи данных TCP/IP. Протокол обмена файлами FTP. Протокол передачи гипертекста HTTP. Всемирная паутина. Технология WWW. Браузеры. Особенности русскоязычной части сети Рунета. Использование электронной почты и icq. Файловые архивы. Электронная почта, электронные журналы и конференции. Программное обеспечение. Универсальные поисковые системы Internet и библиографические ресурсы Internet. Поиск научной информации в Интернет. Образовательные и научные порталы. Защита информации в Internet. Компьютерная безопасность и компьютерная преступность. Правовая охрана программ и данных. Защита информации. Лицензионные, условно бесплатные и бесплатные программы.

^ 1.2. Лабораторно-практические занятия .

 Практическая работа в локальной и глобальной компьютерной сети. Электронная почта (The Bat, Outlook Express). Адресация, обмен информацией. Поиск информации в Internet. Поисковые системы. Использование электронных журналов и энциклопедий. Использование основных сервисов сети Интернет: WWW, e-mail, icq. Рунет и поиск информации в нем.

^ 1.3. Индивидуальная и самостоятельная работа.

Выполнение индивидуального домашнего задания по модулю. Поиск информации в сети Internet  по своей научной работе. Ознакомление с сайтами вузов педагогического профиля.

2. Понятие и классификация сред конечного пользователя

2.1. Лекционный материал .

  Интегрированные пакеты, ориентированные на возможности стандартных программных средств (текстовый редактор, электронная таблица, база данных). Инструментальные средства интегрированных пакетов (макропрограммирование, языки программирования, программы-дополнения и т.п.), предназначенные для создания прикладных программных продуктов. Среда интегрированного пакета как автоматизированное рабочее место специалиста (АРМ). Cостав автоматизированной системы обработки информации. Программное обеспечение профессиональной деятельности: основные понятия. Сервисные программы и операционные оболочки. Операционная оболочка MICROSOFT WINDOWS.

Microsoft Office, характеристики офиса: стандартизация выполнения основных операций обработки (общность пунктов главного меню, приемов и технологий выполнения операций создания, сохранения, печати, поиска документов, файлов); единство принципов конфигурирования и настройки программ; конвертирование форматов хранимых данных; замена главного меню на меню приложения объектов при их редактировании. Среда настройки Microsoft Office.

Задачи научно-методического и информационно-аналитического обеспечения информатизации сфер науки и образования. Подготовка, оформление и представление документов. Текстовые процессоры. Электронные таблицы. Подготовка научных публикаций. Подготовка документов для публикации в информационных сетях. Интеграция офисных приложений. Мультимедиа-технологии. Создание компьютерных презентаций. Система управления базами данных (СУБД). Основные функции и типовая организация СУБД. Распределенные БД. Базы знаний. Гипертекст и гиперссылки. Web-сайты и Web-страницы. Инструментальные средства создания Web-страниц. Тестирование и публикация Web-сайта.

2.2. Лабораторно-практические занятия .

Подготовка документов к публикации. Создание специализированных текстов. Использование графических редакторов, редактора математических формул, электронных таблиц.

Подготовка компьютерных презентаций для устных и стендовых научных докладов. Создание мультимедийных презентаций в PowerPoint.

Базы данных. Создание баз данных учебно-методического назначения. Создание автоматизированных рабочих мест и информационно-поисковых систем, разработка  систем информационного обслуживания в Access.

Создание Web-страниц. Форматирование текста и размещение графики. Гиперссылки, списки, формы Web- страниц. Инструментальные средства создания Web-страниц.

2.3. Индивидуальная и самостоятельная работа.

Выполнение индивидуального домашнего задания по модулю. Разработка авторского проекта компьютерной презентации по теме своей научной работы. Разработка авторского проекта баз данных учебно-методического, поискового назначения. Подготовка к промежуточному контролю.

3. Концепция интеллектуального интерфейса

3.1. Лекционный материал .

Интеллектуальные системы графического отображения. Специфика графического отображения экспериментальных данных. Компьютерная графика. Основы работы с графикой. Приемы работы с графическими пакетами. Программы, ориентированные на обработку изображений (Paint, Corel, PhotoShop) и создание анимаций (3DStudio Max).

3.2. Лабораторно-практические занятия .

Использование графических редакторов.

3.3. Индивидуальная и самостоятельная работа.

Выполнение индивидуального домашнего задания по модулю. Разработка проекта с графическим отображением.

4. Системы аналитических преобразований, обработки и визуализации экспериментальных данных

4.1. Лекционный материал .

Пакет статистических программ STATISTICA для анализа данных, методы построения аналитических и алгоритмических прогнозных моделей, возможности визуального анализа данных, построение графиков, повсеместное применение пакета: экономика, финансы, производство, торговля, логистика, исследования, медицина, спорт и т.д.

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

^ 4.2. Лабораторно-практические занятия .

Практическая работа в тестовых и обучающих программах. Создание компьютерных тестов по различным предметам. Использование компьютерных банков данных в обучении и научной работе. Справочные системы.

^ 4.3. Индивидуальная и самостоятельная работа.

Выполнение индивидуального домашнего задания по модулю. Подбор экспериментальных данных для обработки. Подготовка тестовых заданий различных предметных областей. Подготовка научно-популярной лекции по современным проблемам психологии и мультимедийной презентации к ней. Поиск информации для подготовки сценария учебного курса. Подготовка к реферативной работе, итоговому контролю.


^ 3. Перечень примерных контрольных вопросов и заданий для самостоятельной работы.


Примерный перечень контрольных заданий.

Подготовка статьи по своей научной тематике

Разработка мультимедийной презентации к докладу

Создание базы данных учебно-методического назначения

Разработка научно-популярной лекции с компьютерной презентацией

Разработка страницы web- сайта

Составление рекламного проспекта

Создание комплекта тестовых заданий или разработка тестирующей программы


^ 4. Примерная тематика рефератов, курсовых работ.

 Примерный перечень рефератов

Современные сетевые технические средства и сетевые технологии

Proxy - сервер

Универсальные поисковые системы Internet: анализ возможностей

Компьютерные технологии в обмене научной информацией. Компьютерные телеконференции

Методы и средства реализации перспективных информационных технологий.

Системы искусственного интеллекта. Тенденции развития теории искусственного интеллекта.

Применение интерактивной графики в информационных системах.

Особенности разработки прикладных программ.

Проектирование компьютерных тестов предметной области.

Методика применения аудио- и  видеосредств в учебном процессе.

Внедрение инновационных методов в образовании.

Системы для создания электронных учебных пособий.

Перспективы и возможности дистанционного образования.


^ 5. Примерный перечень вопросов к зачетам.

Локальные компьютерные сети. Конфигурации локальных сетей и организация обмена информацией.

Глобальные компьютерные сети, принципы построения и организация ресурсов и служб, протоколы коммуникаций.

Протокол передачи данных TCP/IP. Протокол обмена файлами FTP. Протокол передачи гипертекста HTTP.

Универсальные поисковые системы Internet и библиографические ресурсы Internet

Электронная почта, электронные журналы и конференции. Программное обеспечение.

Защита информации в Internet.

Правовая охрана программ и данных. Защита информации. Лицензионные, условно бесплатные и бесплатные программы.

Система управления базами данных (СУБД). Основные функции и типовая организация СУБД. Иерархическая, сетевая, реляционная модели БД.

Объектно-ориентированные СУБД. Распределенные БД. Базы знаний

Гипертекст и гиперссылки. Web-сайты и Web-страницы. Инструментальные средства создания Web-страниц.

Системный подход в моделировании. Типы информационных моделей. Основные этапы разработки и исследования моделей на компьютере.

Компьютер как средство обучения и восприятия. Роль преподавателя в процессе обучения с использованием компьютеров.

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

Компьютерное тестирование. Технология проектирования компьютерных тестов предметной области.

Internet и образование. Понятие о дистанционном обучении с использованием глобальных компьютерных сетей. Основные принципы дистанционного обучения.

Экспертные системы и искусственный интеллект. Примеры экспертных систем в химии. Инструментальные программные средства для создания экспертных систем.

Пути развития информационных систем.

 

III. Распределение часов курса по темам и видам работ


№

п/п

Наименование тем и разделов

Всего

(часов)

Лекции

Лаборат. занятия

Самостоятельная

работа




^ Раздел 1. Новые информационные и коммуникационные технологии

1

Понятие информационных и коммуникационных технологии.

7

1

-

6

2

Глобальные и локальные компьютерные сети

8

1

1

6

3

Электронная почта, электронные журналы и конференции

7

-

1

6

4

Научно-техническая информация в Интернет

8

1

1

6

5

Защита информации

7

1

-

6




^ Раздел 2. Понятие и классификация сред конечного пользователя

6

ОС Windows. MS office

8

1

1

6

7

Текстовые редакторы, электронные таблицы.

8

1

1

6

8

Презентации в PowerPoint

7

-

1

6

9

СУБД Access

7,5

1

0,5

6

10

Средства создания Web-страниц

6,5

-

0.5

6




^ Раздел 3. Концепция интеллектуального интерфейса

11

Графические пакеты

19

2

2

15

12

Представление информации в графической форме

19

2

 

2

 

15




^ Раздел 4. Системы аналитических преобразований, обработки и визуализации экспериментальных данных

13

Пакет статистических программ STATISTICA

17

2

2

 

13

14

Компьютерное тестирование. Тестовые оболочки.

27

2

2

13

 

^ Итого количество часов

150

16

16

116


IV. Форма итогового контроля


^ V. Учебно-методическое обеспечение курса

1. Рекомендуемая литература (основная)

Васильков Ю.В., Василькова Н.Н. Компьютерные технологии вычислений в математическом моделировании: Учеб. пособие. – М.: Финасы и статистика, 1999. – 256 с.

Маликова Л.В., Пылькин А.Н., Журавлева С.Ю. Практический курс по электронным таблицам MS Excel: Учебное пособие для вузов. – М.: Горячая линия – Телеком, 2006.

Советов Б.Я. Информационные технологии: Учеб. для вузов.– М.: Высш.шк., 2005.

Каганов В.И. Компьютерные вычисления в средах Excel и Mathcad. – М.: Горячая линия – Телеком, 2003. – 328 с.

Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы./В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. – Спб.: Питер, 2001. – 672 с.

Моррисон М. HTML и XML. Быстро и эффективно. – Спб.: Питер, 2005. – 303 с.

Создание интерактивного web-сайта: учебный курс / Д.Лещев. – Спб.: Питер, 2003. – 544 с.

Тайц А., Тайц А. Эффективная работа с Photoshop 5.5. – Спб: Питер, 2001. – 640 с.

Усенков Д. Уроки Web-мастера. – М.: Лаборат. Базовых Знаний. 2001. – 432 с.

Усенков Д. Программирование Web-страниц. – Харьков: Фолио, 2002. – 390 с.


^ 2. Рекомендуемая литература (дополнительная)

Баженова И.Ю. Основы проектирования приложений баз данных : учеб. пособие / Баженова, Ирина Юрьевна. - М. : Интернет-Университет Информ. Технологий ; БИНОМ Лаборатория знаний, 2006. - 234 с.

Быстро и легко осваиваем работу в сети Интернет / под ред. Ф. А. Резникова. - М. : Лучшие кн., 2002. - 379 с.

Гладков С.А.  Программирование в Microsoft Windows : В 2 ч. Ч.1 / С. А. Гладков, Г. А. Фролов. - М. : Диалог-МИФИ, 1992. - 319 с.

Ивановский Р. И. Компьютерные технологии в науке и образовании: Практика применения систем MathCAD PRO : учеб. пособие для вузов / Р. И. Ивановский. - 2-е изд. - М. : Высш.шк., 2003. - 431 с.

Компьютеры, сети, Интернет: Энциклопедия. 2-е изд. / Под общей ред. Ю.Н. Новикова. – СПб.: Питер, 2003. – 832 с.

Кузнецов И. Анимация для Интернета. Краткий курс. – СПб.: Питер, 2001. – 288 с.

Макарова Н.В. Компьютерное делопроизводство: Учебный курс. – СПб.: Питер, 2004.

Обработка данных с помощью пакета STATISTICA : Метод.указ. /ИГХУ; Сост. Т.В.Лабутина, В.И.Полюбин, П.П.Шатило. - Иваново, 1998. - 32с.

Создание Web-страниц и Web-сайтов : Самоучитель / Под Ред.:В.Б.Комягина, В.Н.Печникова. - М. : Триумф, 2002. - 490с.

Тюрин Ю. Н.  Анализ данных на компьютере : учеб. пособие по курсу приклад. статистики для вузов / Ю. Н. Тюрин, А. А. Макаров ; под ред. В. Э. Фигурнова. - М. : Финансы и статистика, 1995. - 384 с

 

^ 3. Средства обеспечения освоения дисциплины.
Операционные системы Windows 2000/XP.

Программы обработки текстовой информации: MS Word,

Программы обработки табличной информации: MS Excel.

СУБД: MS Access.

Антивирусные программы. Программы безопасности.

Браузеры Internet Explorer, Netscape Navigator, Opera.

Почтовые программы Outlook Express, The Bat!.

Html-редакторы: Front Page, DreamWeaver, HomeSite.

Мультимедийные программы (аудио, видео, графика, текст, интеграция): Pinnacle Studio Plus, графический редактор Adobe Photoshop, CorelDraw, Image Ready; программа Fine Reader, пакет Macromedia Flash.

Математические пакеты: Statistika.