Курс по выбору (Информатики и ИТО2

Министерство образования и науки российской федерации
Армавирская государственная педагогическая академия
Институт прикладной информатики, математики и физики
Факультет прикладной информатики и информационных технологий
Утверждено на заседании кафедры
Протокол № 1 от ”29”АВГУСТА 2011
Зав. кафедрой___________________
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
курс по выбору
"Математическая
среда Maple"
для специальности
"ПРИКЛАДНАЯ ИНФОРМАТИКА В ЭКОНОМИКЕ"
Форма отчетности: зачет
Форма обучения: заочная
5 курс, 10 семестр
Программа составлена
кад.пед.наук, доцентом кафедры информатики и ИТО Чернухиной Н.В.
Усть-Лабинск, 2011 год
АННОТАЦИЯ
Программа
предусматривает
теоретических знаний, связанных с
как
формирование
применением
технологий при решении математических
базовых
информационных
задач, так и формирование
практических умений работы с программными
системами при решении
профессионально ориентированных задач. При этом предполагается, что
базовые математические
понятия
и
алгоритмы
решения
задач с
использованием различных математических объектов (векторов, матриц,
систем уравнений, дифференциальных уравнений
и т.п.) студенту уже
известны из изученных ранее разделов высшей математики.
1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Цели и задачи дисциплины
Основной
будущих
целью изучения
специалистов
в
дисциплины является
области
информатики
и
знакомство
математики
с
возможностями, особенностями и основными направлениями использования
информационных технологий (ИТ) в математике как научной и учебной
дисциплине.
Освоение ИТ в математике предусматривает решение следующих
задач:
ознакомить студентов с:
классификацией систем компьютерной математики;
возможностями анимации в системах компьютерной математики;
решением основных задач математического анализа и
средствами
визуализации их решения
сформировать умения:
подготовки простых документов в системах компьютерной алгебры
(Maple);
решать
компьютерной
задачи
высшей
математики
математики
(для
с
использованием
решения
задач
систем
символьного
дифференцирования
и интегрирования функций одного и нескольких
переменных, для построения графиков функций и поверхностей,
решения задач матричной алгебры, для поиска
аналитического
для
решения
систем линейных уравнений, для решения нелинейных уравнений, для
решения дифференциальных уравнений, для решения задач теории чисел и
комбинаторных задач);
подготовки технических текстов
Лекции по курсу проводятся с целью дать слушателям знания по
изучаемым темам в наиболее общем, системном виде.
Практические занятия имеют цель дать студентам практические
навыки использования прикладных программ для решения задач нацеленных
на автоматизацию деятельности при решении математических задач.
Итоговый контроль проводится в форме зачета.
Текущий контроль осуществляется при проведении практических
работ.
Итоговый контроль проводится в форме зачета. Порядок его
проведения и примеры задач сообщаются студентам заблаговременно, в
соответствии
с
требованиями
нормативных
документов
и
деканата
факультета.
Учебно-материальная база курса включает нормативные документы
высшего профессионального образования, нормативные документы в
области информации, информатизации и защиты информации, сборники
лекций и другую учебно-методическую литературу, специализированные
компьютерные классы и технические средства обучения.
2. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
№
1.
Раздел, тема
Компьютерная математика.
Лекц. Лаб. Практ
1
СРС Всего
час
часов
10
11
2.
Построение графиков функций
заданных
различными
1
10
11
способами.
3.
Анимация в Maple.
4.
Решение задач в математических
системах.
5.
Интеграция системы Mathcad и
MS Excel.
Итого
1
1
20
21
2
2
20
22
1
1
12
14
6
4
62
72
3. СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
3.1. Содержание лекционного материала
Тема 1. Понятие компьютерная математика. Классификация систем
компьютерной математики. Основные компоненты систем компьютерной
математики.
Требования
специализированного
к
современным
назначения.
программным
Направления
средствам
применения
систем
компьютерной математики в учебном процессе школы.
Тема 2.
Построение графиков функций заданных различными
способами. Рассмотрение
особенностей
задания 2D-графиков
и 3D-
графиков заданных как в явной, так и в неявной форме,
построение
графиков заданных параметрически. Построение 2D и
примитивов
3D
средствами систем компьютерной математики.
Тема 3. Анимация в системах Mathematica и Maple. Особенности
задания анимированных изображений в системе Mathematica. Задание и
построение
анимированных
графиков
в
системе
Maple,
сохранение
анимационного клипа.
Тема 4. Решение задач в математических системах. Пакет Student в
системе Maple. Решение задачи Коши, аналитическое
и
графическое.
Решение задач
символьного дифференцирования
и интегрирования
функций одного и нескольких переменных. Решение задач теории чисел и
комбинаторных задач.
Тема 5.. Интеграция системы Mathcad и MS Excel.
3.2. Содержание практических занятий
Практическое занятие № 1. Построение 2D и 3D изображений функций.
Практическое занятие № 2. Основы линейной алгебры. Матрицы, вектора,
правила работы.
Практическое занятие № 3. Основы математического анализа. Решение
систем линейных уравнений. Графическое решение систем линейных
уравнений.
Практическое занятие № 4. Вычисление производных.
Практическое занятие № 5. Вычисление интегралов.
Практическое занятие № 6. Вычисление пределов функций.
Практическое занятие № 7. Суммы.
Практическое занятие № 8. Ряды
Практическое занятие № 9. Программирование в среде Maple
4. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ
РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
Самостоятельная работа студентов состоит в изучении рекомендуемой
литературы и электронных ресурсов, проработке лекционного материала,
выполнении предложенных заданий для СРС.
В
процессе
самостоятельной
работы
студенты
готовятся
к
практическим занятиям. Выполняют домашние задания, полученные на
практическом занятии.
5. ТРЕБОВАНИЯ К ЗАЧЕТУ
1.
Посещение занятий, выполнение заданий.
Вопросы для самостоятельного изучения
1. Элементы математического компьютерного моделирования в школе.
2. Разработка лабораторных работ по теме «Интеграция и обмен
данными между системами Mathcad и MS Excel».
3. Разработка лабораторных работ по теме «Программирование в
системе Mathematica».
4. Разработка лабораторных работ по теме «Программирование в
системе Maple».
5. Разработка лабораторных работ по теме «Программирование
в
пакете расширении MathConnect системы Mathcad».
6. Список рекомендуемой для изучения литературы
6.1. Основная литература
1. Стариченко,
Б.Е.,
Махрова, Л.В..
математики. Часть 1. Универсальная
Системы компьютерной
система Mathcad 2000 Professional.
Лабораторные работы / Б. Е. Стариченко, Л. В. Махрова. – Екатеринбург :
Изд-во Урал. гос. пед. ун-та, 2003. – 76 с.
2.
Махрова, Л.В.,
Стариченко,
Б.Е.
Системы компьютерной
математики. Часть 2. Универсальные системы аналитических расчетов
Mathematica 4.2 и Maple
Махрова,
8.
Б. Е. Стариченко.
Лабораторные
работы
/
Л.В.
– Екатеринбург : Изд-во Урал. гос. пед.
ун-та, 2003. – 54 c.
3. Плис, А.И., Сливина, Н.А. MathCAD: математический практикум
для экономистов и инженеров / А.И. Плис, Н.А. Сливина. – М. : Финансы и
статистика, 2003. – 656 с.
6.2. Дополнительная литература
1. Журнал «Информационные технологии в образовании». Изд. после
2003 г.
2. Журнал «Информатика и образование». Изд. после 2002 г.
3. Дьяконов, В.П. Компьютерная математика. Теория и практика /
В. П. Дьяконов. – М. : Нолидж, 2001. – 1296 с.
4.
Дьяконов, В.П. Компьютерные математические системы в
образовании // Информационные технологии. – 1997. – №4. – С. 40-47.
5. Дьяконов,
научных
//
В.
В.П. Техника
визуализации
учебных
задач с применением
систем
П.
В. Абраменкова. Информационные
Дьяконов, И.
класса
и
MathCAD
технологии. – 1998. – № 11. – С. 39-51.
6. Очков, В. Ф. MathCAD 8 Pro для студентов и инженеров / В. Ф.
Очков. – М. : Компьютер Пресс, 1999. – 262 с.