| Закреплена за кафедрой | Кафедра математического анализа |
|---|---|
| Направление подготовки | 02.03.01. Математика и компьютерные науки |
| Профиль | Математические основы компьютерных наук |
| Форма обучения | Очная |
| Общая трудоемкость | 3 ЗЕТ |
| Учебный план | 02_03_01_МиКН-2020 |
|
|
||||||||||||
Распределение часов по семестрам
| Курс (семестр) | 4 (7) | Итого | ||
|---|---|---|---|---|
| Недель | 19 | |||
| Вид занятий | УП | РПД | УП | РПД |
| Лекции | 18 | 18 | 18 | 18 |
| Практические | 24 | 24 | 24 | 24 |
| Сам. работа | 66 | 66 | 66 | 66 |
| Итого | 108 | 108 | 108 | 108 |
Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году
Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2023-2024 учебном году на заседании
кафедры
Кафедра математического анализа
Протокол от 27.06.2023 г. № 6
Заведующий кафедрой Саженков А.Н., к.ф.-м.н., доцент
| 1.1. | Объяснить студентам возможности и преимущества использования различных пакетов символьных вычислений в научно-исследовательской работе. |
|---|
| Цикл (раздел) ООП: Б1.В.ДВ.1.2 |
| ПК-3 | Способен создавать и исследовать новые математические модели в естественных науках, промышленности и бизнесе, с учетом возможностей современных информационных технологий и программирования и компьютерной техники. |
| ПК-3.1 | Знает основные методы проектирования и производства программного продукта, принципы построения, структуры и приемы работы с инструментальными средствами. |
| ПК-3.2 | Умеет разрабатывать модели решения поставленных задач в соответствии с требованиями технического задания. |
| ПК-3.3 | Владеет навыками практической реализации математических моделей в предметной области. |
| ПК-4 | Способен использовать современные методы разработки и реализации конкретных алгоритмов математических моделей на базе языков программирования и пакетов прикладных программ моделирования. |
| ПК-4.1 | Знает современные методы разработки, тестирования и реализации алгоритмов математических моделей на базе языков и пакетов прикладных программ моделирования. |
| ПК-4.2 | Умеет разрабатывать, тестировать и реализовывать алгоритмы математических моделей на базе языков и пакетов прикладных программ моделирования. |
| ПК-4.3 | Способен применять полученные знания к разработке и реализации алгоритмов на базе языков и пакетов прикладных программ моделирования. |
| В результате освоения дисциплины обучающийся должен | |
| 3.1. | Знать: |
|---|---|
| 3.1.1. | современные пакеты символьных вычислений и их основные характеристики |
| 3.2. | Уметь: |
| 3.2.1. | применять возможности пакетов символьных вычислений при решении различных задач теории и практики |
| 3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
| 3.3.1. | в использовании пакетов символьных вычислений к решению задач математического анализа, линейной алгебры, аналитической геометрии, математической статистики. |
| Код занятия | Наименование разделов и тем | Вид занятия | Семестр | Часов | Компетенции | Литература |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Раздел 1. Работа с пакетом MatLab | ||||||
| 1.1. | Построение математической модели регрессии. Вычисление ее характеристик и анализ ее адекватности. | Лекции | 7 | 6 | Л2.1, Л1.1 | |
| 1.2. | Практическое применение инструментария MatLab при регрессионном моделировании | Практические | 7 | 6 | Л2.1, Л1.1 | |
| 1.3. | Обзор инструментов MatLab для исследований регрессионных зависимостей | Сам. работа | 7 | 22 | Л2.1, Л1.1 | |
| Раздел 2. Работа с пакетом Maple | ||||||
| 2.1. | Команды Maple для работы с матрицами. Визуализация результатов. | Лекции | 7 | 6 | Л2.1, Л3.1, Л1.1 | |
| 2.2. | Построение изображения кривых и поверхностей в Maple | Практические | 7 | 6 | Л2.1, Л3.1, Л1.1 | |
| 2.3. | Анализ пакетов Maple, предназначенных для работы с задачами аналитической геометрии. | Сам. работа | 7 | 22 | Л2.1, Л3.1, Л1.1 | |
| Раздел 3. Работа с пакетом Mathematica | ||||||
| 3.1. | Проведение полного исследования функции. Нахождение пределов, производных и интегралов в пакете Mathematica. | Лекции | 7 | 6 | Л2.1, Л1.1 | |
| 3.2. | Решение задач по математическому анализу в пакете Mathematica | Практические | 7 | 12 | Л2.1, Л1.1 | |
| 3.3. | Обзор средств и инструментов пакета Mathematica для работы с функциями. | Сам. работа | 7 | 22 | Л2.1, Л1.1 | |
| 5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины |
| Оценочные материалы для текущего контроля по разделам и темам дисциплины в полном объеме размещены в онлайн-курсе на образовательном портале «Цифровой университет АлтГУ» https://portal.edu.asu.ru/course/view.php?id=4258 ОЦЕНКА СФОРМИРОВАННОСТИ КОМПЕТЕНЦИИ ПК-3: Способен создавать и исследовать математические модели в естественных науках, промышленности и бизнесе, с учетом возможностей современных информационных технологий и программирования и компьютерной техники. ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ ЗАКРЫТОГО ТИПА Будет ссылка на яндекс диск ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ ОТКРЫТОГО ТИПА Будет ссылка на яндекс диск ОЦЕНКА СФОРМИРОВАННОСТИ КОМПЕТЕНЦИИ ПК-4: Способен использовать современные методы разработки и реализации конкретных алгоритмов математических моделей на базе языков программирования и пакетов прикладных программ моделирования. ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ ЗАКРЫТОГО ТИПА Будет ссылка на яндекс диск ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ ОТКРЫТОГО ТИПА Будет ссылка на яндекс диск КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ: Каждое задание оценивается 1 баллом. Оценивание КИМ в целом: «отлично» – верно выполнено 85-100% заданий; «хорошо» – верно выполнено 70-84% заданий; «удовлетворительно» – верно выполнено 51-69% заданий; «неудовлетворительно» – верно выполнено 50% или менее 50% заданий. |
| 5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.) |
| см. приложение |
| 5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации |
| Промежуточная аттестация заключается в проведении в конце семестра зачета (для обучающихся, не получивших зачет по результатам текущей успеваемости) по всему изученному курсу. Зачет проводится в устной форме по билетам. В билет входит 2 вопроса: 1 вопрос теоретического характера и 1 вопрос практико-ориентированного характера. ВОПРОСЫ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ХАРАКТЕРА 1. Перечислите основные команды MATLAB для работы в режиме прямых вычислений. 2. С помощью какой команды устанавливается формат чисел? 3. Перечислите основные системные переменные MATLAB. 4. Приведите примеры математических функций системы MATLAB. 5. Как осуществляется ввод вектора–строки? 6. Как осуществляется ввод вектора–столбца? 7. Как осуществляется ввод матрицы? 8. Для чего служит команды zeros, ones, rand, eye? 9. Как определяется число строк и столбцов матрицы? 10. Какие операции служат для определения минимального и максимального элемента матрицы? 11. Для чего используются условные операторы? 12. Чем отличаются файлы-сценарии от файлов-функций? 13. С помощью какой команды осуществляется построение графиков декартовой системах координат? 14. Для чего служит команда mesh? 15. Как осуществляется задание надписей? 16. Для чего используется команда grid? 17. Как осуществляется разбивка окна на меньшие окна? 18. Для чего используется команда hold? 19. Для чего служит функция fmin? 20. Для чего служит функция fzero? 21. Перечислите основные внешние расширения системы MATLAB для поиска экстремумов функций. 22. Какая функция служит для вычисления определенного интеграла? 23. Назовите функции работы с символьными переменными. 24. Рабочие листы Maple. 25. Область вывода Maple. 26. Вызов справки с помощью меню Help в Maple. 27. Объекты, переменные и выражения. 28. Команды и функции ядра: simplify, expand, normal. 29. Вычисление выражений и переменных сложных типов. 30. Команды subs, solve, fsolv. 31. Дифференцирование и интегрирование в Maple. 32. Команды двумерной графики в Maple ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ К ЗАЧЕТУ (Индивидуальные данные) Задание 1 Создание приложения для построения и анализа модели линейной (показательной, логарифмической, гиперболической и т.д.) регрессии. Примените созданную программу к исследованию конкретной зависимости. Сделайте выводы. Задание 2 Постройте изображение поверхности. Вычислите ее геометрические характеристики и постройте на данной поверхности кратчайшую, связывающую две заданные точки. Задание 3 Создайте программу, реализующую алгоритм полного исследования функции. Опишите возникшие трудности. Примените созданную программу к исследованию конкретной функции, результат проверьте «вручную». КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ «Отлично» (зачтено): студентом дан полный, в логической последовательности развернутый ответ на поставленные вопросы, где он продемонстрировал знания предмета в полном объеме учебной программы, достаточно глубоко осмысливает дисциплину, самостоятельно, и исчерпывающе отвечает на дополнительные вопросы, приводит собственные примеры по проблематике поставленного вопроса, решил предложенные практические задания без ошибок. «Хорошо» (зачтено): студентом дан развернутый ответ на поставленный вопрос, где студент демонстрирует знания, приобретенные на лекционных и семинарских занятиях, а также полученные посредством изучения обязательных учебных материалов по курсу, дает аргументированные ответы, приводит примеры, в ответе присутствует свободное владение монологической речью, логичность и последовательность ответа. Однако допускаются неточности в ответе. Решил предложенные практические задания с небольшими неточностями. «Удовлетворительно» (зачтено): студентом дан ответ, свидетельствующий в основном о знании процессов изучаемой дисциплины, отличающийся недостаточной глубиной и полнотой раскрытия темы, знанием основных вопросов теории, слабо сформированными навыками анализа явлений, процессов, недостаточным умением давать аргументированные ответы и приводить примеры, недостаточно свободным владением монологической речью, логичностью и последовательностью ответа. Допускается несколько ошибок в содержании ответа и решении практических заданий. «Неудовлетворительно» (не зачтено): студентом дан ответ, который содержит ряд серьезных неточностей, обнаруживающий незнание процессов изучаемой предметной области, отличающийся неглубоким раскрытием темы, незнанием основных вопросов теории, неумением давать аргументированные ответы. Выводы поверхностны. Решение практических заданий не выполнено. Студент не способен ответить на вопросы даже при дополнительных наводящих вопросах преподавателя. |
| 6.1. Рекомендуемая литература | ||||
| 6.1.1. Основная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л1.1 | П. Н. Клепиков [и др.] | Системы компьютерной математики в задачах геометрического моделирования: учеб. пособие | Изд-во АлтГУ, 2016 | elibrary.asu.ru |
| 6.1.2. Дополнительная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л2.1 | Дьяконов В.П. | Mathematica 5.1/5.2/6 в математических и научно-технических исследованиях: учебное пособие | Солон, 2008 | biblioclub.ru |
| 6.1.3. Дополнительные источники | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л3.1 | М.А.Чешкова | Применение математического пакета MAPLE в учебном процессе: Методическое пособие | АлтГУ, 2013 | elibrary.asu.ru |
| 6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" | ||||
| Название | Эл. адрес | |||
| Э1 | Курс в Moodle Системы научных расчетов на базе пакетов символьных вычислений (СНРСВ) | portal.edu.asu.ru | ||
| Э2 | Курс в Moodle Системы научных расчетов на базе пакетов символьных вычислений (Хромова О.П.) | portal.edu.asu.ru | ||
| 6.3. Перечень программного обеспечения | ||||
| Microsoft Office, Microsoft Windows, 7-Zip, AcrobatReader, ScilabMicrosoft Office 2010 (Office 2010 Professional, № 4065231 от 08.12.2010), (бессрочно); Microsoft Windows 7 (Windows 7 Professional, № 61834699 от 22.04.2013), (бессрочно); Chrome (http://www.chromium.org/chromium-os/licenses), (бессрочно); 7-Zip (http://www.7-zip.org/license.txt), (бессрочно); AcrobatReader (http://wwwimages.adobe.com/content/dam/Adobe/en/legal/servicetou/Acrobat_com_Additional_TOU-en_US-20140618_1200.pdf), (бессрочно); ASTRA LINUX SPECIAL EDITION (https://astralinux.ru/products/astra-linux-special-edition/), (бессрочно); LibreOffice (https://ru.libreoffice.org/), (бессрочно); Веб-браузер Chromium (https://www.chromium.org/Home/), (бессрочно); Антивирус Касперский (https://www.kaspersky.ru/), (до 23 июня 2024); Архиватор Ark (https://apps.kde.org/ark/), (бессрочно); Okular (https://okular.kde.org/ru/download/), (бессрочно); Редактор изображений Gimp (https://www.gimp.org/), (бессрочно) | ||||
| 6.4. Перечень информационных справочных систем | ||||
| Единый образовательный портал http://portal.edu.asu.ru/ 1. Электронная база данных «Scopus» (http://www.scopus.com); 2. Электронная библиотечная система Алтайского государственного университета (http://elibrary.asu.ru/); 3. Научная электронная библиотека elibrary (http://elibrary.ru) | ||||
| Аудитория | Назначение | Оборудование |
|---|---|---|
| Учебная аудитория | для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик | Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска) |
| Помещение для самостоятельной работы | помещение для самостоятельной работы обучающихся | Компьютеры, ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ |
| Учебная аудитория | для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик | Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска) |
| Основу теоретического обучения студентов составляют лекции. Они дают систематизированные знания студентам о наиболее сложных и актуальных проблемах изучаемой дисциплины. На лекциях особое внимание уделяется не только усвоению студентами изучаемых проблем, но и стимулированию их активной познавательной деятельности, творческого мышления, развитию научного мировоззрения, профессионально-значимых свойств и качеств. Осуществляя учебные действия на лекционных занятиях, студенты должны внимательно воспринимать действия преподавателя, запоминать складывающиеся образы, мыслить, добиваться понимания изучаемого предмета, применения знаний на практике, при решении учебно-профессиональных задач. Подготовленный конспект и рекомендуемая литература используются при подготовке к семинарским и практическим занятиям. Подготовка сводится к внимательному прочтению учебного материала, к решению примеров, задач, к ответам на вопросы. Примеры, задачи, вопросы по теме являются средством самоконтроля. При подготовке к практическим занятиям студентам рекомендуется сначала ознакомиться с учебным материалом, изложенным в лекциях и основной литературе, затем выполнить самостоятельные задания, при необходимости обращаясь к дополнительной литературе. Особое внимание при этом необходимо обратить на содержание основных положений и выводов, объяснение явлений и фактов, уяснение практического приложения рассматриваемых теоретических вопросов. В процессе этой работы студент должен стремиться понять и запомнить основные положения рассматриваемого материала, примеры, поясняющие его, разобраться в иллюстративном материале, задачах. Самостоятельная работа. - При изучении дисциплины не все вопросы рассматриваются на занятиях, часть вопросов рекомендуется преподавателем для самостоятельного изучения. - Поиск ответов на вопросы и выполнение заданий для самостоятельной работы позволит вам расширить и углубить свои знания по курсу, применить теоретические знания в решении задач практического содержания, закрепить изученное ранее. - Эти задания следует выполнять не «наскоком», а постепенно, планомерно, следуя порядку изучения тем курса. - При возникновении вопросов обратитесь к преподавателю в день консультаций на кафедру. - Выполнив их, проанализируйте качество их выполнения. Это поможет вам развивать умения самоконтроля и оценочные компетенции. Итоговый контроль. - Для подготовки к зачету/экзамену возьмите перечень примерных вопросов у преподавателя. - В списке вопросов выделите те, которые были рассмотрены на занятиях. Обратитесь к своим записям, выделите существенное. Для более детального изучения изучите рекомендуемую литературу. - Если в списке вопросов есть те, которые не рассматривались на занятии, изучите их самостоятельно. |