СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ
Система качества АлтГТУ
Образовательный стандарт
высшего профессионального образования АлтГТУ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ СТАНДАРТ
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Б.2. В.12 «МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ»
Направление: Профессиональное обучение (по отраслям) - 051000
ФГБОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет
им. »
Предисловие
1)РАЗРАБОТАН кафедрой высшей математики АлтГТУ.
2) Стандарт дисциплины разработан на основании
ФГОС ВПО по направлению 051000 – Профессиональное обучение (по отраслям), утверждён 22 декабря 2009 года, № 000.
3) Стандарт дисциплины «Математические методы обработки данных» по своему назначению, структуре и содержанию полностью соответствует требованиям УМКД.
4) ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Содержание
1 Область применения ……………………………………………………………......... | 1 |
2 Нормативные ссылки ………………………………………………………...…......... | 1 |
3 Общие сведения о дисциплине. Паспорт дисциплины ……………………….... 3.1 Выписка из рабочего учебного плана ООП…………………………………... 3.2 Цели и задачи освоения дисциплины. ……………………………………….. 3.3 Место дисциплины в структуре ООП направления (специальности) …... 3.4 Требования к результатам освоения дисциплины …………………………. 3.5 Объем и виды занятий по дисциплине………………………………….. | 2 2 3 3 4 4 |
4 Рабочая программа дисциплины……………………………………………….…… 4.1 Содержание дисциплины…………………………………………………….…. 4.1.1 Тематический план дисциплины………………………………………… 4.1.2 Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины………………………………………………………………………….……… 4.1.3 Формы и содержание текущей и промежуточной аттестации по дисциплине ………………………………………………………………………... 4.1.4 Учебно-методическая карта дисциплины………………………….….. 4.2 Условия освоения и реализации дисциплины…………………………..…. 4.2.1 Методические рекомендации студентам по изучению дисциплины 4.2.2 Организация самостоятельной работы студента по дисциплине……………….……………………………………………………………………. 4.2.3 Методические рекомендации преподавателю дисциплины…...…... 4.2.4 Образовательные технологии…………………………………………… 4.2.5 Особенности преподавания дисциплины……………………………… 4.2.6 Материально-техническое обеспечение дисциплины………………. | 5 5 5 6 7 8 8 8 9 9 9 10 10 |
5 Лист согласования рабочей программы дисциплины…………………………… | 11 |
6 Лист изменений к стандарту дисциплины………………………………………….. | 12 |
Список теоретических вопросов для промежуточной аттестации студентов ……………………………………………………………..……………… Текущий контроль знаний ………………..……..……………..…… Образцы варианта расчётного задания……………………. Памятка для студентов …..………………………………..………… | 13 15 16 17 |
Стандарт организации
Система качества АлтГТУ
Образовательный стандарт высшего
профессионального образования АлтГТУ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ СТАНДАРТ Введён впервые
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
ОБРАБОТКИ ДАННЫХ»
УТВЕРЖДАЮ
Начальник УМУ
___________________
(подпись)
Дата "____" _______________ 2012 г.
1 Область применения
1.1Стандарт дисциплины устанавливает общие требования к содержанию, структуре, объему дисциплины «Математические методы обработки данных» и условиям ее реализации в АлтГТУ.
1.2 Действие стандарта распространяется:
а) на студентов, обучающихся по направлению (специальности)
051000 - Профессиональное обучение (по отраслям);
б) на преподавателей и сотрудников структурных подразделений, задействованных в образовательном процессе по данной дисциплине на указанных направлениях.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие нормативные документы:
Государственные Стандарты высшего профессионального образования, перечисленные в Предисловии.
СТО 12 310–2011 Образовательный стандарт высшего профессионального образования АлтГТУ. Образовательный стандарт учебной дисциплины. Общие требования к структуре, содержанию и оформлению.
СТП 12 701–2009 Образовательный стандарт высшего профессионального образования АлтГТУ. Практические и семинарские занятия. Общие требования к организации, содержанию и проведению.
СМК ОПД 01-19-2008 Положение о модульно-рейтинговой системе квалиметрии учебной деятельности студентов.
3 Общие сведения о дисциплине. Паспорт дисциплины
3.1 Выписка из рабочего учебного плана ООП
по направлению 051000 - Профессиональное обучение (по отраслям)
№ п. п | Наименование циклов и дисциплин | Распределение по семестрам | Трудоемкость | Часы учебных занятий | |||||||||||
Всего | Всего без СРС в период сессий | Аудиторные занятия | Из них | СРС | |||||||||||
экзамены | зачеты | Курсовые проекты (работы) | Расчетные задания | ФГОС | РУП | Лекции | Лабораторные занятия | Практические занятия | В семестре | В период сессии | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
Б.2 | МАТЕМАТИЧЕСКИЙ И ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫЙ ЦИКЛ | ||||||||||||||
Вариативная часть, включая дисциплины по выбору | 40-45 | 45 | |||||||||||||
1 | Математические методы обработки данных | 4 | 4 | 5 | 180 | 135 | 68 | 34 | 0 | 34 | 67 | 45 | |||
Продолжение таблицы
Распределение по курсам | Кафедра | Перечень реализуемых компетенций | В интерактивной форме, час | |||||||||||||||||||
I курс | II курс | III курс | IV курс | |||||||||||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |||||||||||||||
Недель в семестре | ||||||||||||||||||||||
17 | 17 | 17 | 17 | 17 | 17 | 17 | 11 | |||||||||||||||
Часов в неделю (лекции/ лаб. раб./ практ. зан.) / Часов СРС в семестре | ||||||||||||||||||||||
17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | ||||||||||||
2 | 0 | 2 | 67 | ВМ | ОК- 17, 19 | 26 | ||||||||||||||||
3.2 Цели и задачи освоения дисциплины
Целью преподавания данной дисциплины является формирование у обучающихся представлений о месте и роли одного из важных разделов математики в современном мире, повышение уровня фундаментальной подготовки, ориентация студентов на использование методов теории вероятностей и математической статистики при решении прикладных задач.
Фундаментальность математической подготовки включает в себя достаточную общность математических понятий и конструкций, обеспечивающую широкий спектр их применимости, разумную точность формулировок математических свойств изучаемых объектов, логическую строгость изложения математики, опирающуюся на адекватный современный математический язык.
К основным задачам курса относятся:
- воспитание достаточно высокой математической культуры;
- развитие у студентов логического и алгоритмического мышления;
- освоение основных методов теории вероятностей и математической статистики, готовность их использовать в профессиональной деятельности.
Математическая культура включает в себя ясное понимание необходимости математического образования, в том числе выработку представления о роли и месте математики в современной цивилизации и мировой культуре, умение логически мыслить, оперировать с абстрактными объектами, грамотно использовать математические понятия и символы.
Развитие логического и алгоритмического мышления необходимо для овладения основными специальными дисциплинами направления и играет решающую роль в системе профессиональной подготовки специалистов.
3.3 Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина «Математические методы обработки данных» относится к вариативной части математического и естественнонаучного цикла. Имеются тесные логические связи с другими дисциплинами математической направленности, включёнными в учебные планы ООП направления 051000 - Профессиональное обучение (по отраслям): «Вероятностные модели в физике», «Основы научных исследований».
Для успешного освоения дисциплины «Математические методы обработки данных» необходимы знания, умения, навыки, полученные при изучении школьного курса математики, а также дисциплин «Введение в математику», «Математика», включённых в учебный план направления 051000.
Навыки использования языка математики, основные понятия и методы линейной алгебры, аналитической геометрии, математического анализа, теории дифференциальных уравнений необходимы для изучения большинства дисциплин как естественнонаучного, так и профессионального циклов учебных планов всех направлений.
Кроме того, развитие логического и алгоритмического мышления необходимо для овладения основными специальными дисциплинами и играет решающую роль в системе профессиональной подготовки специалистов.
3.4 Требования к результатам освоения дисциплины
Код компетенции по ФГОС ВПО или ООП | Содержание компетенции (или ее части) | В результате изучения дисциплины обучающиеся должны: | ||
знать | уметь | владеть | ||
ОК 17, 19. | готов использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессионально-педагогической деятельности; владеет технологией научного исследования. | - основные понятия случайных событий; - методы вычисления вероятностей случайных событий; - основные понятия случайных величин и их законы распределения; - методы составления и обработки статистических данных. | - вычислять вероятности случайных событий; - определять законы распределения случайных величин; - применять выборочный метод исследования генеральной совокупности. | методами - вычисления вероятностей случайных событий; - составления законов распределения случайных величин; - сбора и обработки статистических данных. |
3.5 Объем и виды занятий по дисциплине
Объем и виды занятий по дисциплине представлены в Паспорте дисциплины:
Паспорт дисциплины
Направление: 051000 - Профессиональное обучение (по отраслям)
Объем дисциплины: 180 часов
Общая трудоёмкость дисциплины: 5 зачётных единиц
Распределение по видам занятий
Семестр | Учебные занятия (часы) | Наличие курсовых проектов (КП), курсовых работ (КР), расчетных заданий (РЗ) | Форма промежуточной аттестации (зачёт, экзамен) | ||||||
Всего | Аудиторные занятия | СРС в семестре | СРС в сессию | ||||||
всего аудиторных занятий | лекции. | лаборат. работы | практические занятия (семинары) | ||||||
4 | 180 | 68 | 34 | 0 | 34 | 67 | 45 | РЗ | Экзамен |
4 Рабочая программа дисциплины
4.1 Содержание дисциплины
4.1.1 Тематический план дисциплины
4 СЕМЕСТР
№ недели | Аудиторные занятия | Текущая аттестация | |||
№ лекции | Содержание лекций | № практического занятия | Содержание практических занятий | ||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
ТЕМА 1. СЛУЧАЙНЫЕ СОБЫТИЯ И ИХ ВЕРОЯТНОСТИ [1, 2, 3, 4, 5, 6] | |||||
1 | 1 | Множество элементарных исходов. Понятие случайного события. Алгебраические операции над событиями. | 1 | Построение множества элементарных исходов. Операции над событиями. | |
2 | 2 | Множество элементарных исходов. Понятие случайного события. Алгебраические операции над событиями. | 2 | Применение комбинаторики к вычислению вероятностей. Формулы сложения и умножения. | |
3 | 3 | Применение комбинаторики к вычислению вероятностей. | 3 | Задачи на вычисление геометрических вероятностей. Условные вероятности. | |
4 | 4 | Условные вероятности. Независимость событий. Формула полной вероятности и формула Байеса. | 4 | Решение задач на применение формулы полной вероятности и формулы Байеса. | |
5 | 5 | Повторение испытаний. Схема Бернулли. | 5 | Повторение испытаний. Схема Бернулли. | |
ТЕМА 2. СЛУЧАЙНЫЕ ВЕЛИЧИНЫ [1, 2, 3, 4, 5, 6] | |||||
6 | 6 | Случайные величины (с. в.). Функция распределения. Дискретные и непрерывные с. в. | 6 | Контрольная работа по теме 1. | Контрольная работа по теме 1. |
7 | 7 | Числовые характеристики с. в. Примеры распределений с. в. | 7 | Дискретные с. в. (закон распределения, функция распределения, числовые характеристики). | |
8 | 8 | Двумерные с. в. Закон распределения двумерной дискретной с. в. Корреляционная зависимость. | 8 | Непрерывные с. в. (функция распределения и функция плотности, числовые характеристики). | |
9 | 9 | Закон больших чисел. Предельные теоремы. | 9 | Примеры распределений с. в.. | |
ТЕМА 3. ЭЛЕМЕНТЫ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ СТАТИСТИКИ [1, 2, 3] | |||||
10 | 10 | Элементы математической статистики. Выборка. Графическое представление выборки. | 10 | Контрольная работа по теме 2. | Контрольная работа по теме 2. |
11 | 11 | Точечные оценки. | 11 | Способы получения и записи выборки. Графическое представление выборки. | Выдача расчетного задания (РЗ) |
12 | 12 | Критические границы и распределения некоторых статистик. Интервальные оценки. | 12 | Вычисление точечных оценок. Составление корреляционной таблицы. | |
13 | 13 | Проверка статистических гипотез. Общие принципы. | 13 | Проверка гипотезы о виде распределения по критерию Пирсона. | |
14 | 14 | Примеры проверки гипотез. | 14 | Построение доверительных интервалов. | |
15 | 15 | Статистическое описание двумерной с. в. | 15 | Эмпирические линии регрессии. Прямые линии регрессии. | |
16 | 16 | Понятие регрессии. Метод наименьших квадратов. | 16 | Защита типового расчёта по математической статистике. | Защита РЗ. |
17 | 17 | Резерв. | 17 | Резерв. |
Самостоятельная работа студентов
Подготовка к лекциям | 15 часов |
Подготовка к практическим занятиям | 16 часов |
Подготовка к контрольным работам | 6 часов |
Выполнение расчетного задания | 30 час |
Подготовка к экзамену | 45 часов |
Всего | 112 часов |
Примечания: 1) Объём каждой лекции и каждого практического занятия 2 часа.
2) Расчетное задание (РЗ) выдается на 11 неделе, защита – на 16 неделе. Цель РЗ – научить студента самостоятельно сформировать выборку из генеральной совокупности, освоить способы записи и графического представления выборки, вычисления точечных и интервальных оценок параметров распределения, приобретение навыков проверки статистических гипотез, построение линейной регрессии. Методические указания по решению РЗ приведены в литературе [2] и прорабатываются во время практических занятий.
4.1.2 Учебно-методическое и информационное обеспечение
дисциплины
Перечень рекомендуемой литературы
а) Основная литература
1. Гмурман вероятностей и математическая статистика. М.: Высшая школа, 2005. – 480 с., 11-е изд., стереотипное. (63 экз.)
2. Зайцев, : Часть 5. Случайные события и их вероятности. Случайные величины. Элементы математической статистики. Учебное пособие./Алт. гос. техн. ун-т им. . – Барна9. – 222 с. (57 экз.).
б) Дополнительная литература
3. Агапов по теории вероятностей: Учеб. пособие для вузов. – 2-е изд., дополненное. – М.: Высш. школа, 2011. – 112 с. (1 экз.)
4. Гнеденко теории вероятностей. - М.: Наука, 2011. –449 с. (11 экз.)
5. Гмурман к решению задач по теории вероятностей и математической статистике. М.: Высшая школа, 2011. 406 с. 11-е изд. (2 экз.)
в) Программное обеспечение и интернет – ресурсы
Использование указанных ресурсов не планируется.
г) Учебно–методические материалы и пособия для студентов, используемые при изучении дисциплины
6. Гельфанд вероятностей. Случайные события. Методические указания./Алт. гос. техн. ун-т им. . – Барна5. – 30с. (3 экз)
4.1.3 Формы и содержание текущей и промежуточной аттестации по дисциплине
4 семестр
Текущая аттестация предусматривает проведение двух контрольных работ и защиты расчетного задания.
6 неделя: контрольная работа по теме 1, вес 0,2;
10 неделя: контрольная работа по теме 2, вес 0,2;
16 неделя: защита расчетного задания по теме 3, вес 0,1.
Расчетное задание выдается на 11 неделе.
Форма промежуточной аттестации (итоговой по данной дисциплине) – экзамен, вес 0,5. Экзаменационный билет содержит 3 теоретических вопроса, к которому могут быть добавлены задачи. Список теоретических вопросов для экзамена содержится в приложении А.
Полный комплект оценочных средств хранится на кафедре в электронном виде.
4.1.4 Учебно-методическая карта дисциплины
Учебно-методическая карта дисциплины
для направления 051000 - Профессиональное обучение (по отраслям) на 4-ый семестр
Наименование вида работ | Номер недели | ||||||||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | |
1 Аудиторные занятия 68 час. | |||||||||||||||||
Лекции | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 |
Практические занятия | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 |
2 Самостоятельная работа студентов 67 час. | |||||||||||||||||
Расчетное задание (РЗ) | ВЗ | ЗЗ | |||||||||||||||
3 Формы текущей аттестации | |||||||||||||||||
Контрольная работа | 0,2 | 0,2 | |||||||||||||||
Защита РЗ | 0,1 | ||||||||||||||||
4 Формы промежуточной аттестации | |||||||||||||||||
Экзамен | Во время сессии; вес 0,5 | ||||||||||||||||
Зачет | не предусмотрен |
4.2 Условия освоения и реализации дисциплины
4.2.1 Методические рекомендации студентам по изучению дисциплины
Студент должен знать, что наиболее эффективный метод изучения дисциплины – посещение всех аудиторных занятий и выполнение домашних заданий. Даже сильные студенты, как правило, не справляются с самостоятельным изучением.
Конспект лекций обязателен. Он может быть написан при прослушивании лекций, но затем необходима домашняя доработка. Конспект полностью может создаваться в результате самостоятельной проработки учебной литературы.
Студент должен иметь в своём распоряжении учебник, задачник, методические разработки кафедр АлтГТУ – по рекомендации преподавателя, из списка 4.1.2.
Основная деятельность на практических занятиях – решение задач. После того, как задача решена, решение должно быть записано с той степенью подробности, которая необходима для конкретного студента. Это можно сделать во внеурочное время, но это важно для успешного решения аналогичных задач, для подготовки к контрольным работам. Для практических занятий и для конспекта лекций у студента должны быть отдельные тетради.
Выполнение расчётного задания необходимо для успешного освоения дисциплины. Поэтому задания должны выполняться в указанные преподавателем сроки. Лучше выполнять отдельные пункты задания сразу после изучения соответствующего материала на лекциях и практических занятиях.
В бюджете времени для СРС отводится время для подготовки к практическим занятиям. Обычно это выполнение текущего домашнего задания.
Студент должен знать график изучения дисциплины, график контрольных точек, их вес, список рекомендуемой литературы. Вся эта и другая необходимая информация содержится в Памятке по изучению дисциплины. Памятка выдаётся студенту на 1-ой неделе семестра.
4.2.2 Организация самостоятельной работы студента по дисциплине
Предусматриваются следующие виды самостоятельной работы студентов (СРС): подготовка к лекциям, подготовка к практическим занятиям, подготовка к контрольным работам, выполнение расчётного задания.
Для руководства СРС могут быть организованы еженедельные консультации. График консультаций, с указанием времени и аудитории вывешен на доске объявлений кафедры.
Самостоятельная работа студентов по дисциплине «Математические методы обработки данных» полностью обеспечена учебниками, учебными пособиями, методическими разработками преподавателей АлтГТУ. В библиотеке АлтГТУ имеется достаточное количество как основной, так и дополнительной литературы, необходимой для СРС.
На кафедре ВМ АлтГТУ подготовлены учебное пособие [3], имеющее гриф СибРУМЦ и методические указания по данной дисциплине.
Разработан комплект расчетного задания для СРС (приложение В).
4.2.3 Методические рекомендации преподавателю дисциплины
Лекции и практические занятия следует проводить в соответствии с учебно-методической картой по данной дисциплине.
Основной целью лекции является изложение теоретического материала. При этом лекции должны выполнять и дополнительную нагрузку: учить студентов слушать лекции, вести конспект, уметь выбирать и записывать главное. Степень подробности, строгость доказательств, количество разобранных примеров рекомендуется подбирать в соответствии с выделенным временем, важностью и трудностью рассматриваемой темы. Рассказать как можно проще, подробно провести обоснование, отказаться от излишних обобщений, рассмотреть частный случай – все эти приёмы должны быть использованы для успешного усвоения материала студентами.
На практических занятиях необходимо научить студентов применять полученные теоретические знания для решения задач. Особое внимание следует уделять тщательному подбору рассматриваемых примеров, от простых типовых примеров переходить к более сложным.
Экзамен проводится в письменной форме во время сессии. Вопросы к экзамену следует выдавать студентам в начале семестра.
Каждому студенту в начале семестра предоставляется Памятка по изучению дисциплины. Преподаватель организует работу студентов согласно этой Памятке.
4.2.4 Образовательные технологии
Образовательные технологии, используемые при изучении дисциплины, предусматривают применение модульно-рейтинговой системы квалиметрии деятельности студентов, принятой в АлтГТУ. Согласно этому преподаватель проводит аттестацию студентов два раза в семестре, выставляя рейтинг, и определяет в конце семестра рейтинг семестровый.
Использование вычислительной техники для изучения дисциплины не является обязательным. Могут применяться различные обучающие и контролирующие программы. В то же время студенты должны знать, что многие изучаемые понятия данной дисциплины в дальнейшем будут служить основой для построения алгоритмов и создания программ для ЭВМ.
Задачи по теории вероятностей следует регулярно включать в задание ежегодной олимпиады АлтГТУ по математике. На кафедре имеются различные сборники олимпиадных задач.
Учебное телевидение используется в рамках, определяемых техническими возможностями отдела ТСО АлтГТУ.
Виды работ в интерактивной форме (час.) | ||
работа в малых группах | «мозговой штурм» | лекция – дискуссия |
практические занятия (10) | практические занятия (10) | лекции (6) |
4.2.5 Особенности преподавания дисциплины
Особенность дисциплины «Математические методы обработки данных» состоит в том, что она в меньшей степени опирается на другие дисциплины. Это позволяет надеяться на успешное её изучение студентами. С другой стороны здесь встречаются и изучаются довольно сложные понятия: вычисление всех исходов в опыте и числа исходов, благоприятствующих событию. При этом приходится пользоваться комбинаторикой. Это вызывает значительные трудности. Непростыми являются и методы проверки статистических гипотез. Цель преподавателя – привести студента к пониманию сложных вопросов индуктивно, опираясь на конкретные (и также очень важные) примеры.
Следует иметь в виду, что большинство изучаемых здесь понятий будут встречаться студенту во многих дисциплинах, на протяжении всего обучения в вузе.
.
4.2.6 Материально-техническое обеспечение
Материально-техническое обеспечение дисциплины «Математические методы обработки данных» сводится к наличию
- аудиторий для всех видов работ, включая проведение консультаций;
- литературы в библиотеке АлтГТУ, по приведённому списку.
5 Лист согласования рабочей программы дисциплины
Наименование дисциплин, изучение которых опирается на данную дисциплину | Кафедра – разработчик дисциплины | Предложения по корректировке рабочей программы, вносимые согласующей кафедрой | Подпись заведующего согласующей кафедры |
1 | 2 | 3 | 4 |
«Операционные системы» | ПМ | Согласовано | |
«Основы научных исследований» | ИП | Согласовано | |
Дисциплины проф. цикла направления «Профессиональное обучение» | ИП | Согласовано |
6 Лист изменений к стандарту дисциплины
ИЗМЕНЕНИЕ (ДОПОЛНЕНИЕ) № _____
Утверждено и введено в действие
__________________________________________________________________
(наименование документа)
от ________________________________ № ___________
(дата (цифрой), месяц (прописью), год)
Дата введения _____________________
