Департамент образования города Москвы
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования города Москвы
«Московский городской педагогический университет»
Институт математики и информатики
Математический факультет
Кафедра информатики и прикладной математики
ИНФОРМАТИКА
050100 ПЕДАГОГИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Квалификация (степень) выпускника - БАКАЛАВР
Профиль подготовки «МАТЕМАТИКА»
Форма обучения ОЧНАЯ
Курс 1 Семестр 1
Москва
2011
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по
направлению подготовки 050100 «Педагогическое образование» и профилю
подготовки «Математика»
Автор: старший преподаватель кафедры информатики и прикладной математики ИМИ ГОУ ВПО МГПУ
Рецензенты:
_______________________________
_______________________________
Программа одобрена на заседании кафедры информатики и прикладной математики от 2 июня 2011 года, протокол
Заведующий кафедрой
информатики и прикладной математики
доктор технических наук,
профессор, чл.-корр. РАО
ЧАСТЬ I. ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
Цель дисциплины: сформировать знания, умения и навыки, связанные с основными понятиями информатики, в том числе с информационными процессами и информационными моделями.
Задачи дисциплины:
- сформировать представление об информатике и ее роли в современном обществе;
- сформировать представление об информации, ее видах и свойствах;
- развить навыки работы с информацией, связанные с ее хранением, передачей и обработкой;
- сформировать представление об информационных процессах;
- освоить некоторые методы информационного моделирования;
- сформировать знания и умения, связанные с формализацией информации.
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО
Дисциплина «Информатика» относится к базовой части профессионального цикла математических и естественнонаучных дисциплин.
Для освоения дисциплины «Информатика» студенты используют знания, умения, навыки, сформированные в процессе обучения в средней общеобразовательной школе.
Освоение дисциплины «Информатика» является необходимой основой для последующего изучения дисциплин базовой и вариативной части профессионального цикла, прохождения педагогической и вычислительной практик.
3. ТРЕБОВАНИЯ К РЕЗУЛЬТАТАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций.
Общекультурные компетенции (ОК):
1) использовать основные методы, способы и средства получения, хранения, переработки информации, готов работать с компьютером как средством управления информацией (ОК-8);
2) работать с информацией в глобальных компьютерных сетях (ОК-9);
3) способен понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, сознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны (ОК-12);
4) готов к толерантному восприятию социальных и культурных различий, уважительному и бережному отношению к историческому наследию и культурным традициям (ОК-14);
Профессиональные компетенции (ПК):
общепрофессиональные компетенции (ОПК):
5) осознает социальную значимость своей будущей профессии, обладает мотивацией к осуществлению профессиональной деятельности (ОПК-1);
6) владеет основами речевой профессиональной культуры (ОПК-3);
7) способен к подготовке и редактированию текстов профессионального и социально значимого содержания (ОПК-5);
компетенции в области педагогической деятельности:
8) применяет современные методики и технологии, в том числе и информационные, для обеспечения качества учебно-воспитательного процесса на конкретной образовательной ступени конкретного образовательного учреждения (ПК-2);
компетенции в области научно-исследовательской деятельности:
9) способен разрабатывать современные педагогические технологии с учетом особенностей образовательного процесса, задач воспитания и развития личности (ПК-12);
10) способен использовать в учебно-воспитательной деятельности основные методы научного исследования (ПК-13);
Специальные компетенции (СК):
11) способен использовать математический аппарат, методологию программирования и современные компьютерные технологии для решения практических задач получения, хранения, обработки и передачи информации, имеет качества личности, включающие эмпирические и теоретические знания, умения и навыки к практическим и теоретическим действиям по теории и технологии обучения информатики (СК-2);
12) владеет современными формализованными математическими, информационно-логическими и логико-семантическими моделями и методами представления, сбора и обработки информации (СК-3);
13) готов к обеспечению компьютерной и технологической поддержки деятельности обучающихся в учебно-воспитательном процессе и внеурочной работе, овладеть системой знаний, умений и навыков, адекватных к изменяющимся условиям (коммуникацией, контактом, пониманием, эмпатией, симпатией, солидарностью, сотрудничеством) (СК-5).
В результате изучения дисциплины студент должен (деятельностная составляющая компетенции):
знать:
- роль информатики в современном обществе;
- понятие информации, ее виды и свойства, способы измерения информации, методы ее кодирования и способы представления;
- основные понятия, связанные с информационными процессами;
- основные понятия, связанные с информационным моделированием;
- основные понятия, связанные с формализацией информацией;
уметь:
- создавать информационные модели и использовать их в своей профессиональной деятельности;
- организовывать хранение, обработку и передачу информации;
владеть:
- различными способами измерения информации;
- различными способами кодирования информации;
- некоторыми методами информационного моделирования.
4. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ
Виды учебной работы | В часах (зач. ед.) |
Общая трудоемкость дисциплины | зач. ед.) |
Самостоятельная работа | 68 |
Лекции | 40 |
Лабораторные работы | 36 |
Контроль самостоятельной работы (КСР) | 24 |
Зачеты | дифференцированный зачет |
5. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ И ЕЕ РАЗДЕЛОВ
Модуль 1. Введение
Цель, задачи и содержание курса. Информатика. Роль информатики в современном обществе.
Модуль 2. Основные понятия информатики
Различные определения термина «информация». Данные. Информация, виды и свойства информации. Кодирование информации. Системы счисления. Двоичная, восьмеричная, десятичная и шестнадцатеричная системы счисления. Перевод чисел из одной системы счисления в другую Различные подходы к измерению информации. Основные понятия логики. Таблицы истинности. Основные логические законы.
Модуль 3. Информационные процессы
Понятие информационного процесса. Информационный процесс кодирования информации. Сбор информации. Хранение информации. Передача информации. Обработка информации. Защита информации.
Модуль 4. Моделирование и формализация
Понятие модели. Классификация моделей. Информационные модели. Основные этапы построения моделей. Моделирование. Компьютерное моделирование. Понятие адекватности модели объекту. Методы определения адекватности модели объекту.
Понятие формализации информации, основной тезис формализации. Формализация текстовой информации. Представление данных в табличной форме. Представление информации в форме графа. Алгоритм как информационная модель.
6. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И
ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
а) Основная литература
1. Андреева счисления и компьютерная арифметика. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004. — 254 с..
2. Бешенков С,, Информатика. Систематический курс. Учебник для 10-го класса. — М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001. — 432 с.
3. Моделирование и формализация. — М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2002. – 336 с.
4. , , Попов системы. — М.: ФОРУМ, 2009. — 496 с.
5. , Заславская и информационно-коммуникационные технологии. Часть 1. Сборник учебных задач. — М.: АПКиППРО, 2006. — 156 с.
6. , Заславская и информационно-коммуникационные технологии. Часть 2. Ответы к учебным задачам. — М.: АПКиППРО, 2006. — 114 с.
7. Логика в информатике. — М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001. — 160 с.
8. , , Петраков безопасность и защита информации. — М.: Академия, 2009. — 336 с.
9. Информационное моделирование. Величины, объекты, алгоритмы. — М.: Лаборатория Базовы Знаний, 2002. — 128 с.
б) Дополнительная литература
10. Ракитина Е, . Информатика. Систематический курс. 11 класс. — М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2002. — 200 с.
11. Давыдов . — М.: Проспект Науки, 2009. — 480 с.
12. Могилев А. В., , Хеннер . — М.: Академия, 2009. — 848 с.
13. , Великович и ИКТ. — М.: Академия, 2011. — 360 с.
в) Программное обеспечение современных информационно-коммуникационных технологий
1. Системное прикладное программное обеспечение (операционные системы, антивирусы, программы для обслуживания телекоммуникационных сетей, файловые менеджеры);
2. Прикладное программное обеспечение общего назначения (текстовые редакторы, текстовые процессоры, электронные таблицы, программы для работы с графикой, браузеры).
7. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Для проведения лекционных занятий требуется аудитория на курс, оборудованная меловой или интерактивной доской, мультимедийным проектором и экраном.
Для обеспечения лабораторных занятий по данному курсу необходимы специальным образом оборудованные аудитории и/или компьютерные классы; персональные компьютеры; технические и аудиовизуальные средства обучения.
ЧАСТЬ II. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ И План ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
1. КАЛЕНДАРНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ План
ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
№ | Тема | Общая трудоемкость | Самостоятельная работа | Всего аудиторных часов | Лекции | Лабораторные работы | Контроль самостоятельной работы |
1. | Модуль 1. Введение | 2 | 2 | ||||
2. | Модуль 2. Основные понятия информатики | 28 | 14 | 12 | 10 | ||
3. | Модуль 3. Информационные процессы | 16 | 10 | 8 | 4 | ||
4. | Модуль 4. Моделирование и формализация | 30 | 14 | 16 | 10 | ||
5. | Итого за семестр (часов) | 144 (4 зач. ед.) | 68 | 76 | 40 | 36 | 24 |
1.1. ЛЕКЦИОННЫЕ ЗАНЯТИЯ
Модуль 1. Введение (2 часа)
Лекция 1. Введение
Цель, задачи и содержание курса. Информатика. Роль информатики в современном обществе.
Литература [2, 10, 11, 12].
Модуль 2. Основные понятия информатики (14 часов)
Лекция 2. Данные и информация.
Понятие данных. Понятие информации. Различные определения термина «информация». Определение термина «информация» в информатике.
Литература [2, 4, 11, 12, 13].
Лекция 3. Виды и свойства информация.
Виды информации. Примеры. Свойства информации. Примеры.
Литература [2, 4, 11, 12, 13].
Лекция 4. Кодирование информации.
Знак и символ. Понятие кода. Алфавит. Мощность алфавита. Длина кода. Примеры кодов. Азбука Морзе. Двоичное кодирование. Кодирование информации в памяти компьютера.
Литература [1, 2, 5, 6, 12].
Лекция 5. Системы счисления.
Понятие системы счисления. Десятичная система счисления. Двоичная система счисления. Восьмеричная система счисления. Шестнадцатиричная система счисления. Перевод чисел из одной системы счисления в другую.
Литература [1, 5, 6, 12].
Лекция 6. Арифметические операции в системах счисления.
Таблицы сложения. Таблицы умножения. Сложение чисел. Вычитание чисел. Умножение чисел. Деление чисел.
Литература [1, 5, 6, 12].
Лекция 7. Различные подходы к измерению информации.
Неизмеряемость информации в быту. Технический подход к измерению информации. Вероятностный подход к измерению информации.
Литература [2, 5, 6, 11, 12, 13].
Лекция 8. Основные понятия логики.
Логика в информатике. Основные понятия логики. Таблицы истинности. Основные логические законы.
Литература [5, 6, 7, 12].
Модуль 3. Информационные процессы (10 часов)
Лекция 9. Понятие информационного процесса.
Понятие информационного процесса. Примеры информационных процессов. Информационный процесс кодирования информации.
Литература [2, 4, 12].
Лекция 10. Сбор информации.
Информационный процесс сбор информации. Методы поиска информации. Методы отбора информации.
Литература [2, 4, 12].
Лекция 11. Хранение информации. Обработка информации.
Информационный процесс хранения информации. Информационный процесс обработки информации.
Литература [2, 4, 12].
Лекция 12. Передача информации.
Информационный процесс передачи информации.
Литература [2, 4, 12].
Лекция 13. Защита информации.
Основные подходы к защите информации. Организационные способы защиты информации. Технические способы защиты информации. Программные способы защиты информации. Резервное копирование.
Литература [2, 8, 12].
Модуль 4. Моделирование и формализация (14 часов)
Лекция 14. Понятие модели.
Понятие модели. Классификация моделей. Информационные модели. Примеры.
Литература [2, 3, 9, 13].
Лекция 15. Моделирование. Основные этапы построения моделей. Компьютерные модели.
Моделирование. Основные этапы построения моделей. Примеры. Компьютерные модели. Виртуальная реальность.
Литература [2, 3, 9, 13].
Лекция 16. Адекватность модели объекту.
Понятие адекватности модели объекту. Методы определения адекватности модели объекту.
Литература [2, 3, 9, 13].
Лекция 17. Понятие формализации.
Понятие формализации информации. Основной тезис формализации. Формализация текстовой информации.
Литература [2, 3, 9, 13].
Лекция 18. Представление данных в табличной форме.
Понятие таблицы. Основные элементы таблицы. Представление данных в табличной форме. Примеры.
Литература [2, 3, 9, 13].
Лекция 19. Представление информации в форме графа.
Понятие графа. Некоторые основные понятия из теории графов. Представление информации в форме графа. Примеры.
Литература [2, 3, 9, 13].
Лекция 20. Алгоритм как информационная модель.
Понятие алгоритма. Свойства алгоритма. Построение алгоритмов. Алгоритм как информационная модель. Способы записи алгоритма. Компьютерная программа.
Литература [2, 3, 9, 13].
1.2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
Лабораторная работа №1. «Системы счисления» (4 часа)
Цель работы: освоить основные приемы работы с числами в различных системах счисления и перевод чисел из одной системы счисления.
Задачи работы:
- овладеть алгоритмами перевода чисел из одной системы счисления в другую;
- сформировать умения выполнения основных арифметических операций (сложение, вычитание, умножение, деление) над числами, записанными в различных системах счисления;
- овладеть навыками работы с числами, записанными в различных системах счисления, с помощью существующего программного обеспечения.
Программно-аппаратное обеспечение: программа «Калькулятор», табличный процессор Microsoft Excel, браузер, текстовый редактор, персональный компьютер.
Лабораторная работа №2. «Кодирование информации» (2 часа)
Цель работы: освоить основные понятия, связанные с кодированием информации и способами решения задач на кодирование информации.
Задачи работы:
- развить навыки, связанные с кодированием информации;
- сформировать умение решать задачи, связанные с кодированием информации;
- сформировать умения по работе с различными кодировками в различных программных средствах.
Программно-аппаратное обеспечение: текстовые редакторы, поддерживающее работу с различными кодировками (например, Notepad++), браузер, персональный компьютер, подключенный к сети Интернет.
Лабораторная работа №3. «Измерение информации» (4 часа)
Цель работы: освоить основные методы измерения объема информационных сообщений.
Задачи работы:
- овладеть техническим подходом к измерению информации;
- овладеть вероятностным подходом к измерению информации.
Программно-аппаратное обеспечение: тестовый редактор, браузер, персональный компьютер.
Лабораторная работа №4. «Основы логики» (2 часа)
Цель работы: Сформировать представление об основных понятиях логики.
Задачи работы:
- закрепить основные понятия логики;
- сформировать умение построения таблиц истинности;
- закрепить основные логические законы;
- сформировать умение строить таблицы истинности и решать некоторые логические задачи с помощью программного обеспечения компьютера.
Программно-аппаратное обеспечение: браузер, табличный процессор Microsoft Excel, текстовый редактор.
Лабораторная работа №5. «Сбор информации» (4 часа)
Цель работы: освоить основные приемы по сбору информации.
Задачи работы:
- сформировать умение, необходимое для поиска нужной информации;
- сформировать умение по отбору найденной информации;
- сформировать умение работать с программным обеспечением компьютера для поиска необходимой информации на компьютере, в локальной и глобальной сетях.
Программно-аппаратное обеспечение: браузер, текстовый процессор Microsoft Word, утилиты, позволяющие проводить поиск информации, персональный компьютер, подключенный к сети Интернет.
Лабораторная работа №6. «Хранение и обработка информации» (4 часа)
Цель работы: освоить некоторые методы, связанные с обработкой информацией и ее хранением.
Задачи работы:
- сформировать умения, связанные с обработкой информации, в том числе с использованием компьютера;
- сформировать умения, связанные с организацией хранения информации, в том числе с использованием компьютера;
- сформировать умения работать с соответствующим программным обеспечением компьютера.
Программно-аппаратное обеспечение: браузеры, текстовый процессор Microsoft Word, персональный компьютер, подключенный к сети Интернет.
Лабораторная работа №7. «Построение информационной модели» (8 часов)
Цель работы: освоить методы построения информационной модели.
Задачи работы:
- сформировать умения, связанные с построением информационной модели;
- сформировать умения, связанные с оценкой адекватности построенной модели;
- сформировать представление о компьютерной модели.
Программно-аппаратное обеспечение: браузеры, текстовый процессор Microsoft Word, графический редактор Paint, персональный компьютер, подключенный к сети Интернет.
Лабораторная работа №8. «Представление информации в табличном виде» (4 часа)
Цель работы: освоить основные методы представления информации в табличном виде.
Задачи работы:
- сформировать умения, связанные с построением и работой с таблицами;
- сформировать умения работать с соответствующим программным обеспечением компьютера.
Программно-аппаратное обеспечение: браузеры, текстовый процессор Microsoft Word, табличный процессор Microsoft Excel, персональный компьютер, подключенный к сети Интернет.
Лабораторная работа №9. «Представление информации в виде графа» (4 часа)
Цель работы: освоить основные методы представления информации в виде графа.
Задачи работы:
- сформировать умения, связанные с построением и работой с информацией, представленной в виде графа;
- сформировать умения работать с соответствующим программным обеспечением компьютера.
Программно-аппаратное обеспечение: браузеры, текстовый процессор Microsoft Word, графический редактор Paint, персональный компьютер, подключенный к сети Интернет.
2. СИСТЕМА МЕЖСЕССИОННОЙ И ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИЙ
2.1. ТЕМЫ ДОКЛАДОВ И/ИЛИ РЕФЕРАТОВ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
1. История информатики.
2. Развитие систем кодировки символов, используемых в компьютерной технике.
3. Троичная система счисления и вычислительные машины, использующие троичную систему счисления.
4. Материальные модели и их роль в науке.
5. Математические модели и их роль в науке.
6. Воображаемые модели и их роль в науке.
7. Виртуальная реальность как модель вымышленного мира.
8. Модели мировоззрения.
2.2. ВАРИАНТЫ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
1. Контрольная работа по теме «Основные понятия информатики».
2. Контрольная работа по теме «Информационные процессы».
3. Контрольная работа по теме «Моделирования и формализация».
2.3. ПРИМЕРНЫЕ ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТУ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
1. Роль информатики в современном обществе.
2. Различные определения термина «информация».
3. Понятие данных. Определение термина «информация» в информатике.
4. Виды информации. Примеры.
5. Свойства информации. Примеры.
6. Понятие кода. Знак, символ. Понятие алфавита. Мощность алфавита. Длина кода.
7. Понятие системы счисления. Двоичная система счисления. Арифметические операции в двоичной системе счисления.
8. Понятие системы счисления. Восьмеричная система счисления. Арифметические операции в двоичной системе счисления.
9. Понятие системы счисления. Шестнадцатеричная система счисления. Арифметические операции в двоичной системе счисления.
10. Перевод чисел из одной системы счисления в другую.
11. Технический подход к измерению информации.
12. Вероятностный подход к измерению информации.
13. Основные понятия логики. Таблицы истинности.
14. Основные логические законы.
15. Понятие информационного процесса. Информационный процесс бора информации.
16. Понятие информационного процесса. Информационный поиска информации.
17. Понятие информационного процесса. Информационный процесс хранения информации.
18. Понятие информационного процесса. Информационный процесс обработки информации.
19. Понятие информационного процесса. Информационный процесс передачи информации.
20. Основные подходы к защите информации.
21. Понятие модели. Классификация моделей. Информационные модели.
22. Основные этапы построения моделей.
23. Методы определения адекватности модели объекту.
24. Представление данных в табличной форме.
25. Формализация текстовой информации.
26. Представление данных в форме графа.
27. Алгоритм как информационная модель.
Департамент образования города Москвы
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования города Москвы
«МОСКОВСКИЙ ГОРОДСКОЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Институт математики и информатики
Математический факультет
Наименование дисциплины / курса | Уровень образования | Статус дисциплины в рабочем учебном плане | Количество зачетных единиц | Форма отчетности | Курс, семестр |
Информатика | бакалавриат | Б2 базовая часть | 4 | диф. зачет | 1 курс, 1 семестр |
Смежные дисциплины по учебному плану: | ||||
ВВОДНЫЙ МОДУЛЬ (проверка «остаточных» знаний по смежным дисциплинам) | ||||
Тема или задание текущей аттестационной работы | Виды текущей аттестации | Аудиторная или внеаудиторная | Минималь-ное количество баллов | Максимальное количество баллов |
Итого: |
БАЗОВЫЙ МОДУЛЬ (проверка знаний и умений по дисциплине) | ||||
Тема или задание текущей аттестационной работы | Виды текущей аттестации | Аудитор-ная или внеауди-торная | Минималь-ное коли-чество баллов | Максима-льное количест-во баллов |
Посещение лекционных занятий–дисциплинированность, культура поведения | Посещаемость (на каждом занятии 1 балл) | Аудитор-ная | 10 | 20 |
Ведение записей лекций – академическая компетенция | Проверка и анализ конспектов (выборочно, произвольно) | Аудитор-ная | - | 5 |
Выполнение самостоятельных работ– академическая компетенция | Письменная работа | Внеауди-торная | 5 | 15 |
Посещение лабораторных занятий–дисциплинированность, культура поведения | Посещаемость (на каждом занятии 1 балл) | Аудитор-ная | 9 | 18 |
Активная работа на лабораторных занятиях – академическая и коммуникативная компетенция | Выступления, дополнения, вопросы | Аудитор-ная | - | 5 |
Итого: | 24 | 63 | ||
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ МОДУЛЬ | ||||
Тема или задание текущей аттестационной работы | Виды текущей аттестации | Аудитор-ная или внеауди-торная | Минималь-ное коли-чество баллов | Макси-мальное количест-во баллов |
Защита выполненной лабораторной работы по темам раздела | Устные ответы на вопросы минимально 1 балла за работу, максимально 2 баллов за работу | Аудитор-ная | 5 | 18 |
Коллоквиум | Выполнение задания и устный ответ | Аудитор-ная | 5 | 9 |
Зачет | Выполнение задания и устный ответ | Аудитор-ная | 6 | 10 |
Итого: | 16 | 37 | ||
Итого максимум: | 40 | 100 |
Примечания.
Работа, выполненная менее чем на 30%, считается неудовлетворительной и оценивается в 0 баллов.
Студент обязан выполнять задания дополнительного модуля.
Необходимый минимум для допуска к промежуточной аттестации 40 баллов.
Дополнительные требования для студентов, отсутствующих на занятиях по уважительной причине: устное или письменное собеседование по тематике пропущенных занятий, выполнение заданий лабораторных занятий, выполнение контрольных и письменных работ.
Форма промежуточной аттестации: дифференцированный зачет.
ФИО преподавателя: .
Утверждено на заседании кафедры информатики и прикладной математики 2 июня 2011 года.
Протокол №11.
Заведующий кафедрой .
