Учебная программа дисциплины &quot

КРАСНОЯРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ОБУЧЕНИЯ И МАТЕМАТИКИ
УТВЕРЖДАЮ
“______”_________________2001
УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
“ Математика и информатика”
для специальности 032900 - русский язык и литература
Индекс дисциплины ЕН.Ф.01
Факультет русского языка и литературы
Кафедра – разработчик: кафедра СТСО
Курс обучения: I
Состав дисциплины:
Раздел «Информатика»: лекции - 18 часов, лабораторные – 18 часов, самостоятельная
работа – 36 часов.
Раздел «Математика»: лекции – 10 часов, практические – 20 часов, контрольные
работы – 6 часов, самостоятельная работа – 36 часов.
Итоговый зачет.
Всего 144 часа.
Учебная программа соответствует государственному образовательному стандарту
специальности.
Программа утверждена на заседании кафедры СТСО “___”_______200__г., протокол N____.
Зав. кафедрой - разработчика _________________А.А.Безруков
Разработчики программы _________________ А.А.Безруков (раздел «Информатика»)
_________________ К.А.Шайхутдинов (раздел «Математика»)
2001
УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
МАТЕМАТИКА И ИНФОРМАТИКА
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Настоящая программа предназначена для подготовки учителя русского языка
и литературы (направление 032900 – русский язык и литература) в области
математики и информатики. Программа составлена в соответствии с
государственными образовательными стандартами высшего профессионального
образования и состоит из двух разделов.
Раздел «Информатика»
Информатика – одна из фундаментальных отраслей научного знания,
формирующая системно-информационный подход к анализу окружающего мира,
изучающая информационные процессы, методы и средства получения,
преобразования, передачи, хранения и использования информации.
Курс информатики как раздел дисциплины «Математика и информатика»
цикла ЕН нового образовательного стандарта рассматривается в двух аспектах.
Первый
аспект:
системно-информационная
картина
мира,
общие
информационные
закономерности
строения
и
функционирования
самоуправляемых систем. Второй аспект: методы и средства получения,
обработки, передачи, хранения и использования информации, решения
профессиональных задач с помощью компьютера и других средств новых
информационных технологий.
Основные задачи курса:
- формирование теоретической базы посредством знакомства студентов с
основными понятиями информатики, местом и ролью информатики в
системе
научных
дисциплин,
основами
математического
и
информационного моделирования, алгоритмизации и программирования;
- формирование конкретных практических навыков обработки информации
с помощью современных программных средств, использования
компьютерных технологий в решении профессиональных задач и в
образовательном процессе.
Требуемые знания, умения и навыки формируются на лекциях, практических
(лабораторных) занятиях и самостоятельно по индивидуальным заданиям.
Примерные тематические планы и содержания этих видов занятий приведены
ниже.
Изучение курса заканчивается зачетом, к которому допускаются студенты,
выполнившие все лабораторные и проверочные работы на практике в
компьютерном классе.
ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
N
п/п
Наименование
разделов и тем
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Информатика как научная
дисциплина.
Краткая история развития
компьютерной техники. Техническое
обеспечение персонального
компьютера (ПК)
Организация хранения информации
в компьютере. Файловая система и
древообразная структура каталогов.
Программное обеспечение (ПО)
компьютера. Классификация
программных средств.
Средства мультимедиа. Гипертекст и
гипермедиа. Телекоммуникационные
системы.
Математические и информационные
модели.
Алгоритмы и языки и
программирования
Стандартное программное
обеспечение профессиональной
деятельности.
Всего:
Всего
В том числе аудиторных
часов
Лек- Практ. Семи- Контв
трудо- цион- (лабор.) нары роль.
и кол- работ.
емкос- ные
локв.
ти
8
4
Самостоятельн.
работа
4
6
2
1
3
4
1
1
2
18
3
6
9
8
2
2
4
8
2
2
4
8
2
2
4
12
2
4
6
72
18
18
36
СОДЕРЖАНИЕ ЛЕКЦИОННОГО КУРСА
Лекция 1. Введение. Информатика как научная дисциплина.
Место и роль информатики в
системе научных дисциплин.
Методологические основы информатики. Информационные потоки в
обществе. Роль информации в развитии общества. Необходимость
автоматизации процессов сбора, накопления, обработки и передачи на
расстояния информации различного вида.
Лекция 2. Информатика как научная дисциплина.
Информация. Виды информации. Количественные меры информации.
Кодирование информации. Двоичное кодирование. Представление
информации в компьютере.
Лекция 3. Краткая история развития компьютерной техники. Техническое
обеспечение персонального компьютера (ПК).
Основные этапы развития счетных механических устройств. Идеи
Ч.Бэббиджа. Первые ЭВМ. Этапы развития, поколения компьютерной
техники. Эпоха персональных компьютеров. Место компьютера в
современном мире: наука, образование, искусство, бизнес, управление и т.д.
Архитектура персонального компьютера. Центральные и периферийные
устройства компьютера.
Лекция 4. Организация хранения информации в компьютере.
Понятие файла, каталога. Файловая система. Правила именования файлов и
каталогов. Программные файлы и файлы данных. Иерархическая
древообразная структура каталогов.
Программное обеспечение (ПО) компьютера. Классификация
программных средств.
Системное ПО. Операционные системы, оболочки, среды (MS DOS, Norton
Commander, Windows). Системы программирования. Драйверы внешних
устройств. Назначение, место и роль системного ПО в функционировании
персонального компьютера.
Лекция 5. Программное обеспечение (ПО) компьютера.
Прикладное ПО универсального назначения. Системы обработки текстовой
информации (текстовые редакторы, текстовые процессоры, издательские
системы). Системы обработки
числовой табличной информации
(электронные таблицы). Системы обработки графической информации
(графические редакторы). Базы данных. Системы управления базами
данных (СУБД). Интегрированные программные комплексы.
Специализированное ПО. Автоматизированные рабочие места (АРМ).
Педагогические программные средства.
Лекция 6. Средства мультимедиа. Гипертекст и гипермедиа.
Телекоммуникационные системы.
Понятие мультимедиа. Устройства: CD ROM, Sound Bluster, Video Bluster.
Основы организации хранения информации в виде гипертекста, гипермедиа.
Локальные и глобальные вычислительные сети. Принципы работы сетей
ИНТЕРНЕТ и ИНТРАНЕТ. Электронная почта. Использование сетевых
технологий в профессиональной деятельности.
Лекция 7. Математические и информационные модели.
Понятие модели. Моделирование. Виды информационных
(классификационные, динамические, языковые).
моделей
Лекция 8. Алгоритмы и языки и программирования.
Понятие алгоритма. Свойства алгоритмов. Алгоритмические структуры.
Программа как средство записи алгоритма для реализации на компьютере.
Обзор языков программирования. Трансляторы
интерпретаторы. Системы программирования.
компиляторы
и
Лекция 9. Стандартное программное обеспечение профессиональной
деятельности.
Использование компьютерных технологий в обучении. Классификация
педагогических
программных
средств.
Технологии
разработки
программных
средств
учебного
назначения
без
привлечения
программирования. Инструментальные среды для разработки и создания
педагогических программных средств.
СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКИХ (ЛАБОРАТОРНЫХ) ЗАНЯТИЙ.
Занятие 1. Вводное занятие. Техника безопасности в компьютерном
классе. Техническое обеспечение персонального компьютера (ПК).
Работа с файлами и подкаталогами в операционных системах MS DOS
и WINDOWS.
Поиск, выполнение программ, создание подкаталогов, копирование,
перемещение, переименование, удаление файлов и подкаталогов в
операционной оболочке Norton Commander, в среде WINDOWS.
Компоненты графического интерфейса среды WINDOWS, стандартные
программы.
Входной тест по информатике (или лабораторная работа по Windows №1)
Занятие 2. Ввод и обработка текстовой информации. Основные методы
работы с текстовым процессором Word.
Настройка параметров страницы, стилей, оформления. Основные правила
ввода и редактирования текста. Чтение и сохранение документов.
Форматирование абзацев: основные параметры форматирования. Проверка
орфографии и грамматики.
Работа с рисунками и графическими объектами. Создание и редактирование
рисунков. Совмещение текста и графических изображений. Объекты
WordArt.
Лабораторные работы №2 и №3.
Занятие 3. Основные методы работы с текстовым процессором Word.
Понятие колонтитула. Нумерация страниц. Создание таблиц. Работа с
элементами таблицы: ячейками, строками, столбцами. Оформление
таблицы.
Лабораторная работа №4.
Занятие 4. Обработка числовой информации в электронных таблицах.
Интерфейс табличного процессора Exсel, понятие ячейки, адреса, рабочей
книги, листа рабочей книги, заполнение ячеек информацией (числами,
текстом, формулами для вычислений), редактирование данных
(копирование, замена, удаление), простейшие вычисления, чтение и запись
электронных таблиц.
Лабораторная работа №5.
Занятие 5. Обработка числовой информации в электронных таблицах.
Использование Мастера функций и Мастера диаграмм, построение и
оформление графиков, диаграмм.
Лабораторная работа №6.
Занятие 6. База данных и системы управления базами данных (СУБД).
СУБД Access. Табличные базы данных. Заполнение полей информацией
(числами, текстом, граф. изображениями и т.д.) редактирование записей
(правка, замена, удаление). Лабораторная работа №7.
Занятие 7. База данных и системы управления базами данных (СУБД).
Формы ввода данных. Создание запросов, осуществление поисковой работы
по запросам к готовой базе данных. Формирование отчетов.
Лабораторная работа №8.
Занятие 8. Специализированные инструментальные средства разработки
программ учебного назначения.
Программные оболочки для создания компьютерных тестов по дисциплине.
Технологии конструирования мультимедийных программ учебного
назначения без привлечения программирования.
Занятие 9. Работа в ЛВС вуза и в сети INTERNET.
Знакомство с ЛВС вуза, правила работы в сети. Информационные ресурсы
Интернет. Поиск информации.
Лабораторная работа №9.
Раздел «Математика»
Математика является универсальным языком науки, а также элементом
общечеловеческой культуры. Поскольку в настоящее время происходит
стремительная математизация и информатизация практически всех областей
знаний, математика выступает как необходимый аппарат для решения
формализованных задач по любой дисциплине, в том числе по филологии. Цель
данного курса по математике – научить студентов классифицировать
возникающие математические задачи и применять необходимые способы
решения, а также уметь воспользоваться математической литературой.
Практические занятия по данной дисциплине включают в себя решение
задач по различным разделам курса, самостоятельные и контрольные работы, а
также серию домашних работ. Для практических занятий рекомендуется
использовать лекционный материал, специальные сборники упражнений и
несколько учебников по математике для высших учебных заведений (см. список
литературы).
1
2
3
Основные математические понятия
Основные математические структуры
Структуры линейной алгебры
Функции
Производная и интеграл
Вероятность и статистика
Всего:
8
4
2
2
16
8
28
12
72
8
4
14
6
36
2
2
2
2
10
4
2
8
4
20
Самостоятельная
работа
работы
Контрольные
Практ.
Лекционные
В том числе
аудиторных
Всего
Наименование разделов и тем
Всего часов в
трудоемкости
№ п/п
ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
4
2
4
6
8
4
14
6
36
СОДЕРЖАНИЕ ЛЕКЦИОННОГО КУРСА
Лекция 1. Основные понятия математики.
Математика как часть общечеловеческой культуры. Основные этапы
становления математики и ее структура. Основные особенности
математического мышления. Математическая логика. Аксиоматический
подход. Математические доказательства. Множество и его элементы.
Подмножества. Пересечение множеств, объединение, вычитание, дополнение
до множества. Примеры множеств: рациональные, действительные,
иррациональные числа.
Лекция 2. Основные математические структуры. Структуры линейной
алгебры.
Матрицы и операции над ними: сложение, умножение, транспонирование.
Единичная матрица. Определители 2 и 3 порядка и их свойства. Миноры и
алгебраические дополнения. Обратная матрица. Ранг матрицы. Системы
линейных уравнений и неравенств. Решение систем линейных уравнений.
Метод Гаусса, Крамера, матричный метод.
Лекция 3. Основные математические структуры. Функции.
Понятие функции. Числовые функции. Функция, обратная к данной функции.
Четные и нечетные функции. Периодические функции. Монотонные
функции. Последовательности. Предел последовательности. Сходящиеся и
расходящиеся числовые последовательности. Предел функции. Теоремы о
пределах. Односторонние пределы. Элементарные функции. Показательные,
логарифмические, тригонометрические функции.
Лекция 4. Основные математические структуры. Производная и интеграл.
Производная. Понятие производной. Задачи, приводящие к понятию
производной. Производная суммы, разности, произведения и частного
функций. Исследование функции с помощью производной. Интеграл.
Неопределенный интеграл и его свойства. Первообразная. Основные
свойства неопределенного интеграла. Определенный интеграл. Приложения
определенных интегралов.
Лекция 5. Вероятность и статистика.
Элементы комбинаторики. Случайные события. Различные определения
вероятности события. Условная вероятность. Формула полной вероятности и
формула Байеса. Случайные величины и функции распределения. Плотность
распределения. Нормальное распределение (распределение Гаусса).
Основные понятия математической статистики (варианты, частоты, понятие
среднего, дисперсия, квадратичное отклонение). Доверительный интервал.
Доверительная вероятность. Проверка статистических гипотез. Критерий
согласия Колмогорова. Критерий согласия Пирсона (хи-квадрат критерий).
Оценка параметров общей линейной модели (метод наименьших квадратов).
СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКИХ (ЛАБОРАТОРНЫХ) ЗАНЯТИЙ.
Занятие 1.Основные математические понятия.
Множества и операции над ними. Пересечение множеств, объединение,
вычитание, дополнение до множества. Рациональные, действительные,
иррациональные числа. Метод математической индукции. Обобщение метода
математической индукции.
Занятие 2. Структуры линейной алгебры.
Матрицы. Определение и свойства матриц. Сложение, умножение на число.
Умножение матриц. Нахождение обратной матрицы. Определители матриц.
Основные методы вычисления определителей (разложение по строке или
столбцу). Решение задач на свойства определителей.
Занятие 3. Системы линейных уравнений.
Понятие основной и расширенной матрицы системы. Матричная запись и
матричный метод решения системы линейных уравнений. Правило Крамера.
Понятие ранга и совместности системы линейных уравнений. Элементарные
линейные преобразования. Метод Гаусса.
Занятие 4. Функции.
Числовые функции. Обратные функции. Четные и нечетные функции.
Периодические
функции.
Примеры
элементарных
функций.
Последовательности. Предел функции. Вычисление пределов.
Занятие 5. Производная и интеграл.
Производная функции одной переменной. Определение дифференцирования.
Правила дифференцирования функций. Дифференцирование сложной
функции. Логарифмическая производная. Производная n–го порядка.
Геометрические и механические приложения производной. Дифференциал:
определение, геометрический смысл. Раскрытие неопределенностей
различного типа, правило Лопиталя. Формула Тейлора.
Занятие 6. Дифференциальное исчисление функции нескольких переменных.
Понятие частных производных. Специальные уравнения функций
нескольких переменных. Дифференциал функций нескольких переменных.
Дифференцирование сложных и неявных функций нескольких переменных.
Замена переменных.
Занятие 7. Вычисление первообразной и неопределенного интеграла.
Свойства и таблица неопределенных интегралов. Замена переменных.
Интегрирование по частям.
Занятие 8. Определенный интеграл.
Определение и свойства определенного интеграла. Формула Ньютона–
Лейбница. Замена переменных, интегрирование по частям, разбиение
интеграла. Несобственные интегралы: сходимость. Геометрическое
приложение.
Занятие 9. Теория вероятностей.
Простейшие комбинаторные задачи. Биноминальный коэффициент.
Вероятность. Различные определения вероятности события. Условная
вероятность. Формула полной вероятности и формула Байеса. Случайные
величины и функции распределения. Плотность распределения.
Математическое ожидание случайной величины. Дисперсия случайной
величины. Распределения. Основные теоремы теории вероятностей. Теорема
Чебышева. Теорема Бернулли. Теоремы Ляпунова.
Занятие 10. Математическая статистика.
Основные понятия математической статистики (варианты, частоты, понятие
среднего, дисперсия, квадратичное отклонение). Доверительный интервал.
Доверительная вероятность. Проверка статистических гипотез. Критерий
согласия Колмогорова. Критерий согласия Пирсона (хи-квадрат критерий).
Оценка параметров общей линейной модели (метод наименьших квадратов).
ТЕМАТИКА КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ.
Контрольная №1. Линейная алгебра.
1. Операции над матрицами.
2. Вычисление определителя матрицы.
3. Решение системы линейных уравнений по правилу Крамера.
Контрольная №2. Дифференциальное исчисление.
1. Дифференцирование функции.
2. Нахождение частных производных.
Контрольная №3. Интегральное исчисление.
1. Вычисление первообразной.
2. Определенный интеграл.
СОДЕРЖАНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
Самостоятельная работа студентов состоит из следующих видов работы:
 Проработка лекционного курса и рекомендуемой литературы.
 Подготовка к практическим и лабораторным занятиям.
 Подготовка к контрольным работам.
 Написание рефератов.
 Дополнительная работа на компьютере.
 Подготовка к итоговому зачету
ВОПРОСЫ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЧЕТ
Раздел «Информатика»
1. Место и роль информатики в
системе
Методологические основы информатики.
научных
дисциплин.
2. Информация. Виды информации. Количественные меры информации.
3. Кодирование информации. Двоичное кодирование. Представление текстовой,
графической, звуковой информации в компьютере.
4. Основные этапы развития счетных механических устройств. Идеи
Ч.Бэббиджа. Первые ЭВМ. Этапы развития, поколения компьютерной
техники. Эпоха персональных компьютеров.
5. Место компьютера в современном мире: наука, образование, искусство,
бизнес, управление и т.д.
6. Архитектура персонального компьютера. Центральные и периферийные
устройства компьютера.
7. Организация хранения информации в компьютере. Понятие файла, каталога.
Файловая система. Правила именования файлов и каталогов. Программные
файлы и файлы данных. Иерархическая древообразная структура каталогов.
8. Программное обеспечение (ПО) компьютера. Классификация программных
средств.
9. Назначение и функциональные возможности операционных систем (MS DOS,
Windows).
10. Системы обработки текстовой информации (текстовые редакторы, текстовые
процессоры, издательские системы).
11. Системы обработки
таблицы).
числовой табличной информации (электронные
12. Системы обработки графической информации (графические редакторы).
13. Базы данных. Системы управления базами данных (СУБД).
14. Понятие мультимедиа. Устройства: CD ROM, Sound Bluster, Video Bluster.
15. Основы организации хранения информации в виде гипертекста, гипермедиа.
16. Локальные и глобальные вычислительные сети. Принципы работы сетей
ИНТЕРНЕТ и ИНТРАНЕТ. Электронная почта.
17. Понятие алгоритма. Свойства алгоритмов. Алгоритмические структуры.
18. Программа как средство записи алгоритма для реализации на компьютере.
Языки программирования. Трансляторы компиляторы и интерпретаторы.
Системы программирования.
19. Понятие модели. Моделирование. Виды информационных
(классификационные, динамические, языковые).
моделей
20. Классификация педагогических программных средств.
21. Технологии разработки программных средств учебного назначения без
привлечения программирования. Инструментальные среды для разработки и
создания педагогических программных средств.
22. Использование компьютерных технологий в обучении.
23. Использование сетевых технологий в профессиональной деятельности.
Раздел «Математика»
1. Множество и его элементы. Подмножества.
2. Матрицы и операции над ними.
3. Определители 2 и 3 порядка и их свойства. Миноры и алгебраические
дополнения. Обратная матрица. Ранг матрицы.
4. Системы линейных уравнений. Решение систем линейных уравнений. Метод
Гаусса, Крамера, матричный метод.
5. Функции. Числовые функции. Последовательности. Предел последовательности. Предел функции. Теоремы о пределах. Односторонние пределы.
6. Элементарные функции. Показательные, логарифмические, тригонометрические функции.
7. Производная. Понятие производной.
8. Производная суммы, разности, произведения и частного функций.
9. Исследование функции с помощью производной.
10.Интеграл. Неопределенный интеграл и его свойства. Первообразная.
11.Определенный интеграл.
12.Приложения определенных интегралов.
13.Случайные события. Различные определения вероятности события.
14.Условная вероятность. Формула полной вероятности и формула Байеса.
15. Случайные величины и функции распределения.
16.Нормальное распределение (распределение Гаусса).
17.Основные понятия математической статистики (варианты, частоты, понятие
среднего, дисперсия, квадратичное отклонение).
ЛИТЕРАТУРА К КУРСУ:
Раздел «Информатика»
Аладьев В.З., Хунт Ю.Я., Шишаков М.Л. Основы информатики, Москва, 1998.
Бауэр, Гооз. Информатика (в 2-х частях). Москва, Мир,1980 г.
Макарова Н.В. Информатика (учебник и практикум). Москва, 1997, 2001.
Основы современных компьютерных технологий» (учебник для высших и
средних учебных заведений под редакцией профессора А.Д.Хомоненко), М.
1998г.
5. Симонович С.,Евсеев Г., Алексеев А. Общая информатика. М.:АСТПРЕСС:Информ-пресс, 1999.
6. Симонович С.,Евсеев Г., Алексеев А. Специальная информатика. М.:АСТПРЕСС:Информ-пресс, 2000.
7. Симонович С.,Евсеев Г., Алексеев А. Практическая информатика. М.:АСТПРЕСС:Информ-пресс, 2000.
8. Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя.
9. Журнал «Информатика и образование».
10.Журнал «Компьютер Пресс».
Раздел «Математика»
1. Гнеденко Б.В. Математика и математическое образование в современном
мире. М., Просвещение, 1985.
2. История математики. Под ред. А.П. Юшкевича. Т. 1–3. М., Наука, 1970 – 1972.
3. Колмогоров А.Н. Математика в ее историческом развитии. М, Наука, 1991.
4. Кудрявцев Л.Д. Современная математика и ее преподавание. М., Наука, 1985.
5. Математика в современном мире. М., Мир, 1967.
6. Турецкий В.Я. Математика и информатика. Екатеринбург, 1999.
1.
2.
3.
4.
Дополнительная литература:
1. Берзин С. Internet у Вас дома. СПб.: BNV – Санкт-Петербург, 1997. – 400с.
2. Богумирский Б. Руководство пользователя ПЭВМ: в 2-х частях. - СанктПетербург: Ассоциация OILCO, 1992. – 735с.
3. Богумирский Б. Энциклопедия Windows 98. – СПб: Питер, 1998. – 816с.
4. Богумирский Б. Эффективная работа пользователя на IBM PC. - СПб: Питер,
1995.
5. Кокс Дж., Кокс Т., Хейдрик Э. Краткий курс Microsoft Internet Explorer 4
(пособие для ускоренного изучения). Санкт-Петербург, 1998г.
6. Пайк М. Internet в подлиннике. СПб: BHV - Санк-Петербург, 1996. – 640с.
Составители учебной программы:
Раздел «Информатика» - зав. кафедрой СТСО, к.ф.-м.н., доцент Безруков А.А
Раздел «Математика» - к.ф.–м.н., и.о. доцента кафедры СТСО Шайхутдинов К.А.