Программа повышения квалификации

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Н. Э.БАУМАНА

 

УТВЕРЖДАЮ Ректор МГТУ им. ________________ «_____» ____________ 2010 г.

ПРОГРАММА

повышения квалификации

профессорско-преподавательского состава

«СИСТЕМЫ КОМПЬЮТЕРНОЙ МАТЕМАТИКИ»

Разработчик программы повышения квалификации:
	- д. п.н., профессор
	- к. т.н., доцент
Составители учебно-тематического плана программы повышения квалификации – все вышеперечисленные разработчики программы повышения квалификации

Москва

2010г.

1. Область применения программы

1.1.  Программа предназначена для преподавателей высшей школы.

1.2.  Полученные профессиональные компетенции, умения и знания используются слушателями при разработке учебно-методических комплексов (программ) дисциплин и проведении учебного процесса.

2. Характеристика подготовки по программе

2.1.  Нормативный срок освоения программы – 72 часа.

2.2. Режим обучения	– 4 часа в неделю	– 36 часов в неделю
2.3.Форма обучения	без отрыва от работы	с полным отрывом от работы

3. Требования к результатам освоения программы

По итогам освоения программы слушатель должен:

по модулю 1 - «Государственная политика в образовании»:

знать суть действующей законодательной и нормативной базы ВПО;

·  знать основные требования Типового положения об образовательном учреждении ВПО (вузе);

знать структурно-содержательную специфику ФГОС-3;

по модулю 2 - «Системы компьютерной математики»:

·  иметь представление о новейших программных системах символьной математики: MathCAD, Maple, Mathematica, MATLAB и др. ;

·  знать пользовательский интерфейс и уметь работать с системами;

·  знать основные функциональные возможности этих систем;

·  формулировать и решать математические задачи в системах MathCAD, Maple, Mathematica, MATLAB и др., сопровождая полученные решения графической иллюстрацией;

·  использовать обучающие компьютерные технологии в учебном процессе.

Требования к структуре программы

Таблица 1

№ п/п	Наименование модулей	Всего, час.	В том числе
Лекции	Практические занятия	Выездные занятия
1.	Модуль 1. Государственная политика в образовании	6	6	-	-
2.	Модуль 2. Системы компьютерной математики	66	9	57	-
Итоговая аттестация	З А Ч Е Т
ИТОГО	72 часа

5. Требования к минимуму содержания программы

5.1 Учебно-тематический план программы

Таблица 2

№№ п/п	Тематика лекций и практических занятий	Всего	В том числе
лекции	практические занятия
1.	Модуль 1	6	6	-
Тема 1.	Обновленное законодательство в сфере высшей школы – федеральные законы -ФЗ и -ФЗ.	2	2	-
Тема 2.	Типовое положение об образовательном учреждении ВПО (вузе) в ред. Пост. Правительства РФ	2	2	-
Тема 3.	Федеральные государственные образовательные стандарты ВПО-ФГОС-3	2	2	-
2.	Модуль 2	66	9	57
Тема 1.	Перспективы развития систем компьютерной математики. Их роль и значение в образовательных технологиях и дистанционном обучении. Поддержка систем MathCAD, Maple и др. в сети Internet	2	2	-
Тема 2.	Пользовательский интерфейс систем MathCAD, Maple и др.	4	1	3
Тема 3.	Основные функциональные возможности систем MathCAD, Maple и др.	17	2	15
Тема 4.	Формульная запись и решение математических задач в системах MathCAD, Maple и др..	16	1	15
Тема 5.	Графика, в т. ч. трехмерная, в системах компьютерной математики. Представление динамических процессов в виде анимационных клипов.	9	1	8
Тема 6.	Обучающие компьютерные технологии в учебном процессе	14	2	12
Тема 7.	Оформление полученных результатов решений математических задач в документальном виде	4	-	4
Итоговая аттестация	З А Ч Е Т
ИТОГО	72 часа

5.2 Учебные программы по модулям

Таблица 3

№ п/п	Наименование модуля, разделов и тем	Содержание обучения (по темам в дидактических единицах, тематике практических занятий, самостоятельной работы, образовательных технологий и рекомендуемой литературы)
1.	Модуль 1
Тема 1 – 2 часа	Необходимость изменения традиционных образовательных программ в условиях реформы российского ВПО и перехода на многоуровневое обучение в соответствии с принципами Болонского процесса. Поправки в законодательство Российской Федерации в области образования, касающиеся расширения уровневого высшего профессионального образования и структуры федерального государственного образовательного стандарта. Положения федеральных законов с точки зрения отражения в них структуры подготовки кадров, сроков освоения основных образовательных программ, требований к поступлению на тот или иной уровень образования, требований к выпускникам со стороны работодателей
Тема 2 – 2 часа	Анализ с точки зрения применения в практике вуза нового Типового положения об образовательном учреждении высшего профессионального образования (вузе), нового порядка приема в вузы; новых правил перевода студентов из вузов, обновленных порядков лицензирования и аккредитации образовательных программ, новых документов об окончании вуза, других нормативных и рекомендованных документов
Тема 3 – 2 часа	Содержание понятия «государственный образовательный стандарт», основные характеристики государственных образовательных стандартов первого и второго поколения. Основные этапы разработки Федеральных государственных стандартов ВПО третьего поколения. Отличия ФГОС-3 от образовательных стандартов первого и второго поколений. Содержательная и структурная специфика Федерального государственного образовательного стандарта третьего поколения. Основные компоненты ФГОС-3. Понятия видов и задач профессиональной деятельности выпускника. Структура образовательной программы подготовки бакалавра и магистра. Самостоятельность вузов при формировании основных образовательных программ. Ориентация современных образовательных систем на востребованность выпускника на рынке труда. Участие профессиональных сообществ работодателей в формировании образовательных программ. Профилизация подготовки бакалавра
Практические занятия	-
Самостоятельная работа (примерная тематика рефератов)	1.  Анализ изменений в российском законодательстве в части установления уровней ВПО, изменения понятия и структуры государственного образовательного стандарта. 2.  Сравнение ФГОС-3 с государственными образовательными стандартами 1-го и 2-го поколений. 3.  Структура и роль для вузов Примерной основной образовательной программы. 4.  Модуль как раздел дисциплины (дидактическая единица), как отдельный курс в рамках дисциплины, как дисциплина или группа родственных дисциплин.
Перечень рекомендуемой литературы	1.  Байденко подход к проектированию государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования (методологические и методические вопросы). – М.: Исследовательский центр проблем качества подготовки специалистов, 2005. 2.  Формирование общеевропейского пространства высшего образования. Задачи для российской высшей школы/ , , и др. – М.: Издательский дом ГУ ВШЭ, 2004. 3.  Рубин образование: качество, стандарты, инструменты. – М.: Маркет ДС, 2009. 4.  Сазонов процесс: актуальные вопросы модернизации российского высшего образования. – М.: Изд-во МГТУ им. , 2006. 5.  , Ларичева и компетентностный подходы в образовании: проблемы интеграции. – М.: Логос, 2009.
2.	Модуль 2
	Тема 1 – 2 часа	Тенденции развития систем компьютерной математики на современном этапе и встраивание их в учебный процесс. Краткая их характеристика. Параметры этих систем и статистика их использования в научных исследованиях, образовательных технологиях и дистанционном обучении. Поддержка и практика работы с системами MathCAD, Maple и др. в сети Internet.
	Тема 2 – 1 час	Сравнение структуры пользовательского интерфейса систем компьютерной математики с системой Windows с целью выявления аналогий. Возможность использования математических формул и символики в системах компьютерной математики. Основы работы с системами.
	Тема 3 – 2 часа	Выполнение арифметических операций. Вычисление элементарных и специальных функций. Работа с функциями пользователя, векторами и матрицами. Статистическая обработка данных. Дифференциальное и интегральное исчисление и др.
	Тема 4 – 1 час	Входной язык систем компьютерной математики, не требующий при решении многих задач от пользователя навыков программирования в общепринятом его понимании. Алфавит, константы, переменные и работа с ними. Система подсказок и примеров: QUICKSHEETS.
	Тема 5 – 1 час	Вставка графических шаблонов. Построение графиков в декартовой и полярной системе координат. Построение трехмерных графиков.
	Тема 6 – 2 часа	Дистанционное обучение. Resource Center - как база данных систем компьютерной математики с многочисленными примерами разобранных решений математических и физических задач. Визуализация спектрального анализа (на примере фильтрации шумов в сигнале или приближения функции рядами Фурье и др.).
	Практические занятия Тема 2 – 3 часа	Установка и запуск систем. Главное меню. Использование инструментальных панелей. Работа с файлами и "окнами". Работа с формульным и текстовым редактором. Операции редактирования. Создание и применение гиперссылок. Работа с буфером обмена и вставками Insert.
	Тема 3 – 15 часов	Основные функциональные возможности систем MathCAD, Maple и др.
	Тема 4 – 15 часов	Формульная запись и решение математических задач в системах MathCAD, Maple и др..
	Тема 5 – 8 часов	Графика, в т. ч. трехмерная, в системах компьютерной математики. Представление динамических процессов в виде анимационных клипов.
	Тема 6 – 12 часов	Обучающие компьютерные технологии в учебном процессе
	Тема 7 – 4 часа	Оформление полученных результатов решений математических задач в документальном виде
	Самостоятельная работа (примерная тематика рефератов)	1.  Решение нелинейных дифференциальных уравнений. 2.  Исследование на сходимость функциональных рядов. 3.  Исследование эффекта Гиббса. 4.  Визуализация динамических процессов. 5.  Математическая модель фильтрации шумов в сигналах с помощью преобразования Фурье. 6.  Спектральный анализ решений нелинейных дифференциальных уравнений. 7.  Представление функций рядом Фурье и его графическая иллюстрация.
	Перечень рекомендуемой литературы	1.  MathCAD 2000. Учебный курс. - СПб.: Питер, 2000. 2.  Maple 6. Учебный курс. - СПб.: Питер, 2001. 3.  Mathematica 4. Учебный курс. - СПб.: Питер, 2001. 4.  MATLAB 5.3. Учебный курс. - СПб.: Питер, 2001. 5.  Титов технологии в вопросах изучения и решения задач интегральных преобразований и операционного исчисления: Учебное пособие по курсу "Спецглавы высшей математики". - М.: Изд-во МГТУ им. Баумана, 2001г. 6.  Титов одного класса нелинейных дифференциальных уравнений. Сборник трудов: "Современные естественно-научные и гуманитарные проблемы". - М.: Логос, 2005. 7.  Титов задач математической физики в среде "MathCAD": Методические указания к выполнению типового расчета. - М.: Изд-во МГТУ им. Баумана, 2005г.

Примечания:

1. Реализация программы не предусматривает проведения лабораторных работ и выездных занятий. 2. Учебные занятия ведутся в специализированных аудиториях, оснащенных компьютерной (с выходом в Интернет) и проекционной техникой с использованием традиционных и современных IT-технологий.

6. Требования к оценке качества освоения программ

Таблица 4

Наименование модулей	Основные показатели оценки	Формы и методы контроля и оценки
Модуль 1. Государственная политика в образовании	Уровень и коэффициент усвоения учебного материала	Традиционный метод
Модуль 2. Системы компьютерной математики	Уровень и коэффициент усвоения учебного материала	Рейтинговый и традиционный методы