МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Астраханский государственный университет»
Кафедра общей физики
УтверждЕНО на заседании кафедры « 26» июня 2014 г., протокол № 12 Заведующий кафедрой ОФ______________ |
ФОНД ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ В ЭКОСИСТЕМАХ
Направление подготовки
05.06.01 Науки о земле
Направленность(профиль) подготовки
Экология (технические науки)
Квалификация (степень) выпускника
«Исследователь. Преподаватель-исследователь»
Форма обучения
заочная
Астрахань, 2014
Автор/составитель ФОС по дисциплине: «Физические основы процессов передачи информации в экосистемах»
,
кандидат педагогических наук,
доцент кафедры общей физики
Фонд оценочных средств по дисциплине утвержден на заседании кафедры общей физики
Протокол заседания № 12 «26» июня 2014 г.
Завкафедрой общей физики_______________________
Примерный перечень оценочных средств
№ п/п | Наименование оценочного средства | Краткая характеристика оценочного средства | Представление оценочного средства в фонде |
1 | 2 | 3 | 4 |
1 | Устный опрос | Средство контроля усвоения текущего материала темы, организованное как учебное занятие в виде ответов обучающихся на вопросы, указанных в теме. | Вопросы по темам. |
2 | Лабораторная работа | Средство проверки умений применять полученные знания для определения этапов преобразования информации и выбора технических устройств, обеспечивающих эти этапы. | Тематика лабораторный работ. |
3 | Зачет | Система стандартизированных заданий, позволяющая автоматизировать процедуру измерения уровня знаний и умений обучающегося. | Комплект вопросов |
Паспорт фонда оценочных средств
по дисциплине Физические основы процессов передачи информации
в экосистемах
№ п/п | Контролируемые разделы (темы) дисциплины* | Код контролируемой компетенции (или ее части) | Наименование оценочного средства |
1. | Физические основы процессов передачи информации в экосистеме | ОпК-1, ПК-4 | Лабораторная работа, реферат |
2. | Физические основы приема и передачи информации с применением компьютера | ОпК-1, ПК-4 | Лабораторная работа, реферат |
3. | Зачетное занятие |
СООТВЕТСТВИЕ ЭТАПОВ (УРОВНЕЙ) ОСВОЕНИЯ КОМПЕТЕНЦИИ
ПЛАНИРУЕМЫМ РЕЗУЛЬТАТАМ ОБУЧЕНИЯ И КРИТЕРИЯМ ИХ ОЦЕНИВАНИЯ
Этап (уровень) освоения компетенции* | Планируемые результаты обучения (показатели достижения заданного уровня освоения компетенций) | Критерии оценивания результатов обучения | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
ОПК-1 – способностью самостоятельно осуществлять научно-исследовательскую деятельность в соответствующей профессиональной области с использованием современных методов исследования и информационно-коммуникационных технологий | ||||||
Первый этап (уровень) Способность самостоятельно осуществлять научно-исследовательскую деятельность в соответствующей профессиональной области с использованием современных методов исследования и информационно-коммуникационных технологий | Владеть (BI OПK1) – понятийным аппаратом экосистем, навыками решения проблем, связанных с приемом, обработкой, передачей и воспроизведением информации в экосистеме с применением современной аппаратуры. | Не владеет | Наличие существенных ошибок в процессе применения организационных форм и методов обучения в вузе | Демонстрирует отдельные и не систематизированные навыки самостоятельного применения действующих стандартов, норм, методологий и культуры мышления, позволяющих перерабатывать и подготавливать материалы по результатам исследований к опубликованию в печати, а также в виде обзоров, рефератов, отчетов, докладов и лекций; организационных форм и методов обучения в вузе, допускает существенные ошибки | Демонстрирует навыки самостоятельного применения действующих стандартов, норм, методологий и культуры мышления, позволяющих перерабатывать и подготавливать материалы по результатам исследований к опубликованию в печати, а также в виде обзоров, рефератов, отчетов, докладов и лекций; организационных форм и методов обучения в вузе,, допускает единичные ошибки | Способен самостоятельно правильно описать действующие стандарты, нормы, методологии и культуру мышления, позволяющих перерабатывать и подготавливать материалы по результатам исследований к опубликованию в печати, а также в виде обзоров, рефератов, отчетов, докладов и лекций; организационные формы и методы обучения в вузе, |
Уметь (УI OПK1) – рассматривать различные прикладные проблемы, возникающие при различных формах передачи информации в экосистеме; эффективно применять полученные знания, ориентированные на решение научных, проектных и технологических задач. | Не умеет | Не способен использовать теоретические знания при формулировании и решении задач, возникающих в ходе научно - исследовательской и педагогической деятельности, требующих углубленных профессиональных знаний; При выборе необходимых методов исследования, модифицировании существующих и разрабатываемых новых методов исходя из задач конкретного исследования; При ведении библиографической работы с привлечением современных информационных технологий в конкретной ситуации | Демонстрирует умение использовать теоретические знания при формулировании и решении задач, возникающих в ходе научно - исследовательской и педагогической деятельности, требующих углубленных профессиональных знаний; При выборе необходимых методов исследования, модифицировании существующих и разрабатываемых новых методов исходя из задач конкретного исследования; При ведении библиографической работы с привлечением современных информационных технологий в конкретной ситуации, допускает существенные ошибки | Демонстрирует умение использовать теоретические знания при формулировании и решении задач, возникающих в ходе научно - исследовательской и педагогической деятельности, требующих углубленных профессиональных знаний; При выборе необходимых методов исследования, модифицировании существующих и разрабатываемых новых методов исходя из задач конкретного исследования; При ведении библиографической работы с привлечением современных информационных технологий в конкретной ситуации, допускает единичные ошибки | Умеет использовать теоретические знания при при формулировании и решении задач, возникающих в ходе научно - исследовательской и педагогической деятельности, требующих углубленных профессиональных знаний; При выборе необходимых методов исследования, модифицировании существующих и разрабатываемых новых методов исходя из задач конкретного исследования; При ведении библиографической работы с привлечением современных информационных технологий в конкретной ситуации | |
Знать (ЗI OПK1) – основные понятия и законы экосистем; информационные процессы в экосистемах, основные принципы сбора и обработки информации в экосистемах, информационную структуру экосистем. | Не знает | Испытывает сложности при описании основных понятий и законов, изучаемых в физике | Демонстрирует знание отдельных понятий и законов, изучаемых в физике | Имеет четкое представление об основных понятиях и законах, изучаемых в физике, допускает единичные ошибки | Имеет системное представление об основных понятиях и законах, изучаемых в физике | |
ПК-4 – и спользованием современных методов обработки и интерпретации экологической информации при проведении научных и производственных исследований | ||||||
Первый этап (уровень) Способность использованием современных методов обработки и интерпретации экологической информации при проведении научных и производственных исследований | Владеть (BI ПK4) – современными компьютерными технологиями для решения научно - исследовательских и производственно-технологических задач профессиональной деятельности. | Не владеет | Наличие существенных ошибок в процессе применения на практике базовых профессиональных знаний | Демонстрирует отдельные и не систематизированные навыки применения на практике базовых профессиональных знаний, допускает существенные ошибки | Демонстрирует навыки применения на практике базовых профессиональных знаний, допускает единичные ошибки | Способен самостоятельно применять на практике базовые профессиональные навыки |
Уметь (УI ПK4) – формулировать и решать задачи, возникающие в ходе научно - исследовательской и педагогической деятельности, требующие углубленных профессиональных знаний; обрабатывать полученные результаты, анализировать и осмысливать их с учетом имеющихся литературных данных. | Не умеет | Не способен применять на практике базовые профессиональные навыки | Демонстрирует умение применять на практике базовые профессиональные навыки, допускает существенные ошибки | Демонстрирует умение применять на практике базовые профессиональные навыки, допускает единичные ошибки | Умеет применять на практике базовые профессиональные навыки | |
Знать (ЗI ПK4) – физические основы приема и передачи информации с применением компьютера в экосистемах. | Не знает | Испытывает сложности при описании современных компьютерных технологий, применяемых при сборе, хранении, обработке, анализе и передаче физической информации | Демонстрирует знание некоторых современных компьютерных технологий, применяемых при сборе, хранении, обработке, анализе и передаче физической информации | Имеет четкое представление об современных компьютерных технологиях, применяемых при сборе, хранении, обработке, анализе и передаче физической информации, допускает единичные ошибки | Имеет системное представление об современных компьютерных технологий, применяемых при сборе, хранении, обработке, анализе и передаче физической информации |
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Астраханский государственный университет»
Кафедра общей физики
Темы рефератов
по дисциплине «Информационные технологии в науке и образовании»
1. место и роль человека, цивилизации, техносферы в существовании экосферы планеты Земля с позиций экологических законов.
2. естественнонаучные критерии, определяющие экологическую совместимость человека и биосферы и количественные пределы развития техносферы.
3. Информационный мониторинг за состоянием экологических объектов и за качеством среды.
4. геоинформационные системы (ГИС-технологии) и банки экологической информации, относящиеся к различным регионам, территориям, ландшафтам, агросистемам, промышленным центрам, городам.
5. Методы получения информации о состоянии окружающей естественной среды и источника ее загрязнения.
6. Космический мониторинг для получения уникальной информации о функционировании экосистем, как на региональном, так и на глобальном уровнях.
7. особенности информационных взаимодействий внутриэкосистемных информационных потоков.
8. Информационная структура экосистем.
9. Особенности преобразования акустической информации полученной в экосистеме и средства технической реализации.
10. Особенности преобразования оптической информации полученной в экосистеме и средства технической реализации.
11. Особенности преобразования тепловой информации полученной в экосистеме и средства технической реализации.
12. Особенности преобразования информации, содержащейся в летучих веществах экосистемы и средства технической реализации.
Разработка основных разделов реферата проводится в рамках лабораторного практикума и самостоятельной работы в течение всего семестра. Сдача реферата проводится комиссии в форме публичной защиты в конце семестра.
Написание и защита реферата в конце семестра, количество страниц – 20-30.
Задания по написанию реферата выдаются преподавателем на первом занятии вместе со списком учебной литературы по соответствующим модулям. Защита рефератов осуществляется во время лабораторных занятий в форме презентации по теме реферата, подготовленной в Power Point.
Оформление реферата должно соответствовать межгосударственному стандарту ГОСТ 7.32-2001, устанавливающему общие требования к структуре и правилам оформления научных и технических отчетов. Реферат должен сопровождаться библиографическим списком, который составляют в соответствии с ГОСТ 7.12003 «Библиографическая запись. Библиографическое описание. Общие требования и правила составления». Объем реферата должен составлять 20-30 страниц.
Реферат включает следующие структурные элементы:
1. Титульный лист. С него начинается нумерация страниц, но номер не ставится. Номера страниц начинают печатать с первой страницы раздела
Титульный лист оформляется аналогично титульному листу курсовой работы: указывают наименование высшего учебного заведения; факультет, кафедру, где выполнялась работа; название работы; фамилию и инициалы студента; ученую степень и ученое звание, фамилию и инициалы преподавателя; город и год выполнения работы.
2. Содержание. В содержании представлены названия всех разделов и подразделов работы, каждое из которых печатается с новой строки. Формируется автоматически с помощью операции «стили», используемом в тексте.
3. Введение. Во введении обосновывается актуальность рассматриваемой темы, пути развития на современном этапе, имеющиеся проблемы и способы их разрешения. Объём данного раздела не должен превышать одной страницы.
4. Обзор литературы. В данном разделе излагаются теоретические основы по выбранной тематике. Изложение должно вестись в форме теоретического анализа проработанных источников применительно к выполняемой теме, логично, последовательно и грамотно. При необходимости данный раздел может состоять из отдельных подразделов. Из содержания теоретического обзора должно быть видно состояние изученности темы в целом и отдельных ее вопросов.
5. Заключение. Представляет собой краткое обобщение (2-3 абзаца) приведенных данных.
6. Библиографический список. Оформляется в соответствии с существующими требованиями.
7. Приложения.
Критерии оценки:
- оценка «отлично» выставляется аспиранту, если полностью раскрыта тема реферата, оформление реферата соответствует предъявляемым требованиям, подготовлена презентация доклада и при защите реферата студентом даны ответы на все возникшие вопросы;
- оценка «хорошо» выставляется аспиранту, если полностью раскрыта тема реферата, оформление реферата соответствует предъявляемым требованиям, подготовлена презентация доклада, но при защите реферата студент не смог ответить на некоторые поставленные вопросы;
- оценка «удовлетворительно» выставляется аспиранту, если раскрыта тема реферата, но в оформлении реферата имеются недочеты, не подготовлена презентация доклада, а при защите реферата студент не смог ответить на поставленные вопросы;
- оценка «неудовлетворительно» выставляется аспиранту, если тема реферата не раскрыта.
Составитель ________________________
(подпись)
«____»__________________20 г.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Астраханский государственный университет»
Кафедра общей физики
Лабораторные работы
по дисциплине «Информационные технологии в науке и образовании»
Для усвоения полученных знаний базируемся на выводе о том, что компьютер в настоящее время является основным средством для передачи и обработки информации, информация при передаче с применением компьютера преобразовывается поэтапно. Для определения уровня знаний аспирантов об этапах преобразования информации с применением компьютера, им предлагается выполнить лабораторные работы, раздаются листы, содержащие задания, которые предлагается выполнить по вариантам. Задания для выполнения лабораторных работ раздаются на первом занятии второго раздела, чтобы аспиранты могли отрабатывать этапы преобразования информации.
Вариант 1. Установите последовательность Ваших действий и выделите этапы преобразования информации с опорой на физические знания в следующей ситуации:
Вы проводите экологический мониторинг морских глубин Тихого океана, Вам необходимо собрать и передать звучание этих глубин в научный центр.
Вариант 2. Установите последовательность Ваших действий и выделите этапы преобразования информации с опорой на физические знания в следующей ситуации:
Находясь на черноморском побережье, передайте в экологический центр сообщение об экологической ситуации в окружающем Вас районе.
Вариант 3. Установите последовательность Ваших действий и выделите этапы преобразования информации с опорой на физические знания в следующей ситуации:
Находясь в джунглях, Вы слушаете голоса редких птиц и хотите записать пение некоторых из них, для того чтобы их могли прослушать ваши коллеги в исследовательском центре.
Вариант 4. Установите последовательность Ваших действий и выделите этапы преобразования информации с опорой на физические знания в следующей ситуации:
Находясь в научном центре, Вы хотите узнать есть ли атмосфера на далекой планете.
Система действий и их последовательность следующая:
1) установить, на каком материальном носителе, и в какой знаковой форме должна быть получена информация;
2) установить, на каком материальном носителе находится передаваемая информация;
3) выяснить, в какой знаковой форме находится передаваемая информация;
4) установить, нужно ли изменить знаковую форму и материальный носитель информации;
5) выделить физические явления, процессы, с помощью которых могут быть преобразованы материальный носитель и знаковая форма передаваемой информации, либо только материальный носитель информации, либо только знаковая форма.
6) разработать принципиальную схему экспериментальной установки, позволяющей осуществить выбранные явления процессы;
7) проверить разработанную схему преобразования информации на соответствие требованиям безопасности человека и окружающей среды;
8) составить перечень оборудования для разработанной экспериментальной установки;
9) разработать систему действий по осуществлению преобразования информации по разработанной схеме;
10) провести эксперимент.
Содержание деятельности по преобразованию передаваемой информации можно представить в виде схемы (схема 1).
Схема 1. Содержание деятельности по преобразованию передаваемой информации.
Приведем пример выполненной лабораторной работы.
Вариант 1. Установите последовательность Ваших действий и выделите этапы преобразования информации с опорой на физические знания в следующей ситуации:
Вы проводите экологический мониторинг морских глубин Тихого океана, Вам необходимо собрать и передать звучание этих глубин в научный центр.
Первым действием необходимо установить материальный носитель и знаковую форму получаемой информации. Нужно услышать звучание морских глубин Тихого океана в научном центре, значит материальным носителем получаемой информации, будет упругая среда (воздух), а знаковой формой механические колебания звуковой частоты.
Вторым и третьим действиями нужно установить, на каком материальном носителе и в какой знаковой форме находится передаваемая информация. Звуки издают глубины Тихого океана, значит материальным носителем передаваемой информации, является упругая среда (жидкость), а знаковой формой механические колебания звуковой частоты.
Четвертым действием устанавливаем: для того, чтобы получить информацию о звучании глубин Тихого океана, необходимо принять эту информацию в звуковой форме и преобразовать её для дальнейшей передачи. Для этого на дно океана опускается радиомаяк, содержащий пьезоэлектрический микрофон, аналого-цифровой преобразователь, передающее устройство. С помощью пьезоэлектрического эффекта, на котором работает микрофон, звуковой сигнал глубин океана преобразуется в аналоговый электрический сигнал. Который далее преобразуется при последовательном протекании трех процессов – дискретизации, квантования и кодирования в цифровой электрический сигнал. В передающем устройстве цифровой сигнал кодируется, модулируется по закону передаваемого сообщения и передается при помощи электромагнитных волн в пространство. В данном случае используем спутниковую связь – беспроводную связь с применением космического ретранслятора. Электромагнитные волны принимаются антенной на крыше научного центра, передаются в приемное устройство, в котором цифровой сигнал, демодулируется, и передается по оптоволоконному кабелю на компьютер, в котором цифровой сигнал декодируется, проходя через цифроаналоговый преобразователь принимает аналоговую форму, подается на динамик и в научном центре звучат морские глубины Тихого океана (рис. 1).
Шестым действием выделим физические явления, процессы, с помощью которых могут быть преобразованы материальный носитель и знаковая форма передаваемой информации. Такими явлениями, процессами будут: пьезоэлектрический эффект, дискретизация, квантование, кодирование, кодирование, модуляция, распространение электромагнитных волн в среде, демодуляция, распространение света в оптически прозрачных средах, декодирование, электромагнитная индукция.
Седьмым действием разработаем принципиальную схему в виде обобщенной схемы передачи информации в предложенной ситуации.
Далее устанавливаем, что обобщенная схема передачи информации в предложенной ситуации не укладывается в рамки лабораторного оборудования, поэтому ограничимся созданной моделью. Выполнение действий 8-10 невозможно.
Этапы преобразования информации будут следующие: преобразование звукового сигнала в аналоговый электрический сигнал, преобразование аналогового электрического сигнала в цифровую форму, передача и прием цифрового сигнала по спутниковому каналу связи, преобразование цифрового сигнала в аналоговый электрический сигнал, получение информации в виде звукового сигнала.
Рис. 1. Обобщенная схема передачи информации
в предложенной ситуации.
Таким образом, предлагаемая методика обучения позволяет аспирантам самостоятельно планировать деятельность с опорой на полученные знания и научиться применять их для исследования в различных ситуациях.
Критерии оценки:
- оценка «отлично» выставляется аспиранту, если полностью приведены и описаны этапы преобразования информации, оформление лабораторной работы соответствует предъявляемым требованиям, подготовлены иллюстрация и презентация ответа и при защите аспирантом даны ответы на все возникшие вопросы;
- оценка «хорошо» выставляется аспиранту, если полностью приведены и описаны этапы преобразования информации, оформление лабораторной работы соответствует предъявляемым требованиям, подготовлены иллюстрация и презентация ответа, но при защите аспирант не смог ответить на некоторые поставленные вопросы;
- оценка «удовлетворительно» выставляется аспиранту, если полностью приведены и описаны этапы преобразования информации, но в оформлении лабораторной работы имеются недочеты, не подготовлены иллюстрация и презентация ответа, а при защите аспирант не смог ответить на поставленные вопросы;
- оценка «неудовлетворительно» выставляется аспиранту, если этапы преобразования информации не приведены.
Составитель ________________________
(подпись)
«____»__________________20 г.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Астраханский государственный университет»
Кафедра общей физики
Комплект итоговых вопросов к зачету
по дисциплине Информационные технологии в науке и образовании
1. Структура экосистемы: энергетическая, вещественная, информационная, пространственная, динамическая.
2. Условия устойчивого развития экосистем..
3. Типы земного вещества. Основные экологические законы, связанные с веществом биосферы.
4. Термодинамика экосистем: закон энтропии.
5. Экологические законы, связанные с энергетическими потоками биосферы.
6. Информация в растительных сообществах.
7. Информационные поля животных.
8. Информация и феномен жизни.
9. Информационная структура экосистем.
10. Передача и преобразованием информации в экосистеме.
11. Прямые и обратные сигналы. Принцип обратной связи. принцип положительной обратной связи.
12. Избыточность и стабильность экосистемы.
13. Основные понятия, необходимые для разработки содержания деятельности по передаче информации.
14. Преобразование акустической информации полученной в экосистеме.
15. Преобразование оптической информации полученной в экосистеме.
16. Преобразование тепловой информации полученной в экосистеме.
17. Преобразование информации, содержащейся в летучих веществах экосистемы.
18. Процессы, лежащие в основе преобразования аналогового электрического сигнала в цифровой.
19. Процессы, лежащие в основе преобразования цифрового сигнала для его передачи по каналам связи.
20. Физические основы передачи и приема цифрового сигнала.
21. Процесс преобразования принятого сигнала в аналоговый электрический сигнал и получение информации с заданными свойствами.
22. Принципы передачи информации с применением компьютера
23. Приборы и устройства, необходимые для преобразования информации в аналоговый сигнал.
24. Технические устройства, необходимые для преобразования аналогового сигнала в цифровую форму.
25. Технические устройства, необходимые для преобразования цифрового сигнала с целью его дальнейшей передачи по каналу связи.
26. Технические устройства, необходимые для передачи и приема цифрового сигнала по каналу связи.
27. Техническое устройство, необходимое для преобразования цифрового сигнала в аналоговый.
28. Технические устройства, необходимые для получения информации в требуемой знаковой форме, помещенной на определенном материальном носителе.
Критерии оценки:
Критерии оценки:
- оценка «отлично» выставляется аспиранту, если правильно отвечает на поставленные вопросы, демонстрирует глубокие системные знания, не только анализирует, но дает обоснованную оценку различным теоретическим положениям;
- оценка «хорошо» - если аспирант показывает хорошие знания, допускает единичные ошибки, анализирует различные теоретические положения;
- оценка «удовлетворительно» - если аспирант демонстрирует разрозненные знания, не способен провести анализ и дать оценку различным теоретическим положениям;
- оценка «неудовлетворительно» - если аспирант не может правильно ответить на поставленные вопросы, не способен провести анализ и дать оценку различным теоретическим положениям.
Составитель ________________________
(подпись)
«____»__________________2014 г.
