Министерство образования и науки РД
Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение
«Аграрно-экономический колледж»
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
ОбщеОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
ЕН.02. ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ
индекс и наименование дисциплины по учебному плану
09.02.03 «Программирование в компьютерных системах»
код и наименование специальности
входящий в состав УГС 09.00.00 Информатика и вычислительная техника
код и наименование укрупненной группы специальностей
Квалификация выпускника: Техник-программист
2019 г, г.Хасавюрт.
ОДОБРЕНО предметной (цикловой) комиссии общеобразовательных дисциплин Протокол № от «___» ______ 20___ г. Председатель ПЦК _________________ Казиявова Э.Г. Подпись ФИО _____ _______________ 2019 г. | УТВЕРЖДАЮ заместитель директора по учебной работе ____________ Курбанов Х.Т. Подпись ФИО ____ _______________ 2019 г. |
Рабочая программа общеобразовательной учебной дисциплины ЕН.01. ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ разработана на основе требований:
Федерального государственного образовательного стандарта среднего общего профессионального образования по специальности 09.02.03 «Программирование в компьютерных системах» (базовой подготовки), входящей в состав укрупненной группы специальностей 09.00.00 «Информатика и вычислительная техника», утвержденного приказом № 804 Минобрнауки России от 28 июля 2014 года, зарегистрировано в Минюсте России 21 августа 2014 года, регистрационный номер № 33733 с учетом:
профессионального стандарта «ФГОС СПО 3+ М», утвержденного приказом Министерства труда и социальной защиты Российской Федерации от 28.07.2014 года № 832
в соответствии с рабочим учебным планом образовательной организации на 2016/2017 учебный год.
Разработчик: Пезуева Мадина Бекмурзаевна-преподаватель математики ГБПОУ РД «АЭК»
Фамилия Имя Отчество / ученое звание, наименование должности, место работы
© _____Пезуева М.Б. 2019 год
ФИО разработчика
©_____ГБПОУ АЭК____ 2019 год
наименование образовательной организации
СОДЕРЖАНИЕ
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА 4
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ 6
Область применения рабочей программы 6
Место учебной дисциплины в структуре образовательной программы среднего профессионального образования подготовки специалистов среднего звена 6
Учебная дисциплина «Численные методы» относится к Общепрофессиональному циклу основной программы 6
1.3. Цель и планируемые результаты освоения дисциплины 6
СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ 7
Объем учебной дисциплины и виды вне учебной работы 7
Тематический план (очная форма обучения) 8
Содержание учебной дисциплины 9
УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ 12
Требования к минимальному материально-техническому обеспечению 12
Организация образовательного процесса 13
В ходе преподавания учебной дисциплины осуществляются межпредметные связи с дисциплинами «Основы алгоритмизации и программирования», «Теория вероятностей и математическая статистика», «Технология разработки программного обеспечения» 13
Кадровое обеспечение образовательного процесса 13
КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ 14
ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОГРАММЫ В ДРУГИХ ОП 15
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА.
Рабочая программа учебной дисциплины «Численные методы» разработана на основе основной профессиональной образовательной программы среднего профес- сионального образования подготовки специалистов среднего звена по специально- сти 09.02.07 «Информационные системы и программирование» утвержденной 02.02.2017 года, приказ № 15, и предназначена для реализации требований к резуль- татам освоения изучаемой дисциплины по ФГОС СПО, а также, для формирование у будущих специалистов базовых знаний, необходимых для освоения других обще- профессиональных и специальных дисциплин и содержит базовый материал многих математических методов, знание которых необходимо современному программисту при разработке алгоритмов для решения задач различных областей производства, экономики, науки и техники на языках программирования ЭВМ
Учебная дисциплина рассчитана на студентов, освоивших курсы учебных дисциплин «Элементы высшей математики» и «Основы алгоритмизации и программирования».
Учебная дисциплина «Численные методы» изучается в Общепрофессиональном цикле, основными задачами которой являются:
изучить методы хранения чисел в памяти ЭВМ и действия над ними, оценку точности вычислений, т.е. действия с приближёнными числами.
изучить методы решения основных математических задач – интегрирования, дифференцирования, решения линейных и трансцендентных уравнений и систем уравнений с помощью ЭВМ.
использовать основные численные методы решения математических задач
разрабатывать алгоритмы и программы для решения вычислительных задач, учитывая необходимую точность получаемого результата
Цель курса: ознакомление с различными методами численного решения классических модельных задач прикладной математики и математической физики, с оценками погрешностей вычисления результатов. Построение математической модели, сведение поставленной задачи к модельной задаче с известными методами решения, реализация алгоритма решения на языке программирования, проведение численного эксперимента является необходимым для широкого круга специалистов.
Для достижения эффективных результатов обучения следует использовать различные формы работы в зависимости от конкретных условий.
тесный контакт с преподавателями специальных дисциплин;
системный контроль за работой;
выборочная проверка конспектов лекций для выявления вопросов, наиболее трудно усваиваемых студентами;
чередование лекций с практическими занятиями по разделам, завершаемым в лекционном курсе.
Для расширения кругозора студентов отводятся часы на самостоятельную работу: написание рефератов, докладов, работу со словарями, учебными пособиями, справочниками.
Настоящая программа определяет объем и содержание знаний, навыков и учебно-воспитательных задач предмета. При этом за педагогом сохраняется право творческой организации материала: перестановки отдельных тем, сравнения произведений из разных разделов.
Промежуточная аттестация осуществляется в виде дифференцированного за- чёта в четвёртом семестре. Контроль усвоения дисциплины рекомендуется проводить с применением различных форм текущего контроля: опросы, тестирование, контрольные работы, самостоятельные работы, презентации и т.п.
ПАСПОРТ УЧЕБНОЙ ПРОГРАММЫ РАБОЧЕЙ ДИСЦИПЛИНЫ.
Область применения рабочей программы
Рабочая программа учебной дисциплины является частью основной образова- тельной программы в соответствии с ФГОС СПО по профессии (специальности)
09.02.07 Информационные системы и программирование укрупнённой группы профессий и специальностей 09.00.00 Информатика и вычислительная техника.
Место учебной дисциплины в структуре образовательной программы среднего профессионального образования подготовки специалистов среднего звена:
Учебная дисциплина «Численные методы» относится к Общепрофессиональ- ному циклу основной программы .
1.3. Цель и планируемые результаты освоения дисциплины:
В результате изучения дисциплины студент должен:
Иметь представление:
-о роли и месте знаний по дисциплине при освоении смежных дисциплин по выбранной специальности и в сфере проф.деятельности
Знать:
методы хранения чисел в памяти ЭВМ и действия над ними, оценку точности вычислений, т.е. действия с приближёнными числами.
методы решения основных математических задач – интегрирования, диффе- ренцирования, решения линейных и трансцендентных уравнений и систем уравне- ний с помощью ЭВМ.
Уметь:
использовать основные численные методы решения математических задач
разрабатывать алгоритмы и программы для решения вычислительных задач, учитывая необходимую точность получаемого результата
В результате освоения дисциплины обучающийся осваивает элементы компе- тенций:
профессиональных
ПК 3.4. Проводить сравнительный анализ программных продуктов и средств разработки, с целью выявления наилучшего решения согласно критериям, определенным техническим заданием.
ПК 11.1. Осуществлять сбор, обработку и анализ информации для проекти- рования баз данных.
общих
ОК 1. Выбирать способы решения задач профессиональной деятельно- сти, применительно к различным контекстам.
ОК 2. Осуществлять поиск, анализ и интерпретацию информации, необ- ходимой для выполнения задач профессиональной деятельности.
ОК 3. Планировать и реализовывать собственное профессиональное и личностное развитие.
ОК 4. Работать в коллективе и команде, эффективно взаимодействовать с коллегами, руководством, клиентами.
1.4. Рекомендуемое количество часов на основании программы учебной дисциплины.
Курс предмета «Численные методы» рассчитан на 72 часов: 24 часа аудиторных занятий, 24часа - практических работ, 24 часов – самостоятельной работы. Вариативная часть по данной дисциплине не предусмотрена.
СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Объем учебной дисциплины и виды вне учебной работы Вид учебной работы | Объём часов |
Максимальная учебная нагрузка (всего) | 72 |
Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего) | 48 |
в том числе: | |
теоретических (комбинированных) занятий | 24 |
лабораторные работы | - |
контрольные работы | 8 |
Самостоятельная работа обучающегося (всего) | 24 |
составление опорного конспекта расчёт по формулам подготовка рефератов выполнение опережающего домашнего задания проработка конспектов занятий самостоятельное решение задач с последующей защитой проработка учебной и научно-исследовательской литературы выполнение домашней контрольной работы подготовка докладов подготовка сообщений выполнение разноуровневых заданий - Подготовка к контрольной работе, к зачёту | |
Промежуточная аттестация | Дифференци- рованный зачёт |
Содержание учебной дисциплины
Наименова- ние разделов и тем | Содержание учебного материала, лабораторные работы и Лабораторные работы, самостоя- тельная работа обучающихся | Объем часов | Осваива- емые элемен- ты ком- петенций | Уро- вень осво- ения |
Раздел I. Теоретические сведения по информатике | | | |
Тема 1.1 Приближён- ное значение величины | Содержание учебного материала | 22(10) |
1.1.1 Модели объектов и процессов. Типы моделей. Классификация моделей. | 2 | ОК1, ОК2 | 1 |
1.1.2 Источники и классификация погрешностей. Понятия о погрешности машинных вычислений. | 2 | | |
1.1.3. Абсолютная и относительная погрешности. | 2 |
Лабораторные работы | |
Практическая работа | 4 | | |
1.1.1.1 Погрешности решения задачи на ПЭВМ | 2 | ОК1, ОК2 | 1 |
Контрольная работа. | 2 | | |
Самостоятельная работа обучающихся при изучении темы 1.1 | 6 | | |
Проработка конспектов лекций и литературных источников Подготовка доклада на тему «Полное построение алгоритма. Эффективность программ». «Главные принципы, лежащие в основе создания эффективных алгоритмов» проработка конспектов занятия подготовка к индивидуальному опросу выполнение разноуровневых заданий. Численные методы и программирование. В.Д.Колдаев, Москва.ИД «Форум» ИНФРА-М, 2017 | |
|
Раздел II Численные методы | |
Тема 2.1 Приближён- ные решения алгебраиче- ских и транс- цендентных уравнений | Содержание учебного материала | (24)14 |
2.1.1 Элементарные функции и их свойства. Применение графиков в решении уравнений. | 2 | ОК3, ОК1 | 2 |
2.1.2.Матрицы | 2 | | |
2.1.3. Вычисления с матрицами. | | | |
2.1.4.Алгебраические уравнения. | 2 | | |
Практическая работа | | | |
2.1. 5. Уравнения с одним и двумя неизвестными | 2 | ОК3, ОК1 | 2 |
2.1.6. Численные методы решения уравнений | 2 | | |
Контрольная работа | 2 | | |
Самостоятельная работа обучающихся при изучении темы 2.1 Проработка конспектов лекций и литературных источников Подготовка доклада на тему «Ряды», проработка конспектов занятия, подготовка к индивидуальному опросу выполнение разноуровневых заданий. Численные методы и программирование. В.Д.Колдаев, Москва.ИД «Форум» ИНФРА-М, 2017 | 10 | | |
| |
индивидуальный и фронтальный опрос. | |
Тема 2.2 | Содержание учебного материала | (22)12 |
2.2.1 Матричный метод | 2 | ОК2,ОК3 | 1 |
Решение сис тем линей-ных алгебра- ических уравнений | 2.2.2. Метод Гаусса. | 2 | | |
2.2.3. Метод Жордана-Гаусса | 2 | | |
Практическая работа | 4 | | |
2.2.3.Метод Крамера | 2 | ОК2,ОК3 | 1 |
2.2.4. Решение систем уравнений. | 2 | ОК2,ОК3 | 1 |
Контрольная работа | 2 | | |
Самостоятельная работа обучающихся при изучении темы 2.2 | 10 | | |
выполнение разноуровневых заданий по теме подготовка реферата по теме « Методы решения уравнений» индивидуальный опрос. Численные методы и программирование. В.Д.Колдаев, Москва.ИД «Форум» ИНФРА-М, 2017 | |
Тема 2.3 Численное интегрирование | Содержание учебного материала | (14)12 |
2.3.1. Дифференциальные уравнения. Численное решение дифференциального уравнения | 2 | ПК11.1 | 1 |
2.3.2. Метод прямоугольников. | 2 | | |
2.3.3. Метод трапеции. | 2 | | |
Практическая работа | | | |
2.3.4 . Метод Монте-Карло | 2 |
2.3.5. Метод Симпсона. | 2 |
Контрольная работа | 2 |
Самостоятельная работа обучающихся при изучении темы 2.3 | |
составление опорного конспекта; проработка конспектов занятий, Подготовка доклада на тему «Интерполяция и экстраполяция.», « Апроксимация. Метод конечных элементов.» Численные методы и программирование. В.Д.Колдаев, Москва.ИД «Форум» ИНФРА-М, 2017 | |
| Итого по учебной дисциплине максимальной нагрузки: | 48 | | |
УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
3.1 Требования к минимальному материально-техническому обеспечению
Реализация учебной дисциплины требует наличия учебного кабинета математических дисциплин;
Оборудование учебного кабинета естественнонаучных дисциплин:
комплект учебной мебели;
наглядные пособия.
интерактивная доска TRIUMPH BOARD – 1 шт.;
проектор Benq – 1 шт.;
адаптер Upgrade Kit – 1 шт.;
монитор LGFlatron – 1 шт.;
системный блок Intel ® Celeron ® CPU 2,66 GHz 2,67 GHz – 1 шт.;
программное обеспечение
ОС: Microsoft Windows 7 Корпоративная.
Офисное ПО: Microsoft Office стандарт 2010 версия 14.0.6023.1000, PsPad 4.5.4 (2356), WinDjView 1.0.3, Foxit Reader 5.0.1.0523.
Браузеры: Internet Explorer 9.0.8112.16421, Firefox 5.0.
Другое ПО: 7-Zip 9.20, Free Commander 2009.026, K-lite Codec Pack 1.5.2.3236, Антивирус Касперского 6.0 для Windows Workstations MP4, Easyteach Next Genera- tion, TB Comenius DUAL Touch, Vision objects
Информационное обеспечение обучения
Перечень рекомендуемых учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополни- тельной литературы
Основные источники:
Колдаев.В.Д. Численные методы и программирование., Москва.ИД «Форум» ИНФРА-М, 2017
Партыка Т.Л. Математические методы, 2007 г.;
Агальцов В.П. Математические методы в программировании, 2006 г.
Дополнительные источники:
Бахвалов Н.С., Лапин А.В., Чижонков Е.В. «Численные методы в задачах и упраж- нениях»/ Под ред. В.А.Садовничего – М.:Высш.шк.,2000
2 . Вержбицкий В.М. «Численные методы. Математический анализ и обыкно- венные дифференциальные уравнения» - М.: Высшая школа, 2001
Волков Е.А. «Численные методы» - СПб.: Издательство «Лань», 2004
Гельман В.Я. «Решение математических задач средствами Excel: Прак- тикум» - СПб.: Питер, 2003
Костомаров Д.П., Корухова Л.С., Манжелей С.Г. «Программирование и численные методы» - М: Изд-во Моск. ун-та, 2001
«Лабораторный практикум по курсу ОСНОВЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ МАТЕМАТИКИ»-М: МЗ Пресс, 2001
Самарский А.А., Вабищевич П.Н., Самарская Е.А. «Задачи и упражне- ния по численным методам» - М: Эдиториал УРСС, 2000
Сдвижков О.А. «Mathcad – 2000: Введение в компьютерную математи- ку» - М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К», 2002
Самарский А. А., Гулин А. В. Численные методы: Учеб, пособие [Элек- тронный ресурс]- режим доступа: http://samarskii.ru/books/book1989.pdf свободный (Дата обращения: 20.02.2017 г.)
Корнюшин П.Н. Численные методы Учеб, пособие [Электронный ре- сурс]- режим доступа: http://window.edu.ru/resource/958/40958/files/dvgu079.pdf сво- бодный (Дата обращения: 20.02.2017 г.).
Организация образовательного процесса
В ходе преподавания учебной дисциплины осуществляются межпредметные связи с дисциплинами «Основы алгоритмизации и программирования», «Теория ве- роятностей и математическая статистика», «Технология разработки программного обеспечения»..
Кадровое обеспечение образовательного процесса
Педагогические работники получают дополнительное профессиональное об- разование по программам повышения квалификации, в том числе в форме стажи- ровки в организациях, направление деятельности которых соответствует области профессиональной деятельности 06 Связь, информационные и коммуникационные технологии не реже 1 раза в 3 года с учетом расширения спектра профессиональных компетенций.
КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Контроль и оценка результатов освоения учебной дисциплины осуществля- ется преподавателем в процессе проведения практических занятий и лабораторных работ, тестирования, а также выполнения обучающимися индивидуальных заданий, проектов, исследований.
Результаты обучения | Критерии оценки | Формы и методы оценки |
Перечень знаний, осваи- ваемых в рамках дисци- плины | Характеристики де- монстрируемых зна- ний | Чем и как проверяется |
Умения | | |
использовать основные численные методы ре- шения математических задач | 90-100 % правильных ответов – «5»; 70- 89% правильных ответов – «4»; 50-69 % правильных ответов – «3»; менее 50 % - «2» | Экспертная оценка на практических занятиях раздела 1, экспертная оценка внеаудиторной самостоятельной работы (составление опор- ного конспекта по теме расчёт по формулам вероятности, рефераты по раздела 1, опере- жающее задание « погрешности»), оценка результатов фронтального, индивидуального опроса по теме 1.1 |
разрабатывать алгорит- мы и программы для решения вычислитель- ных задач, учитывая не- обходимую точность получаемого результата | 90-100 % правильных ответов – «5»; 70- 89% правильных ответов – «4»; 50-69 % правильных ответов – «3»; менее 50 % - «2» | Экспертная оценка на практических занятиях раздела 2, экспертная оценка внеаудиторной самостоятельной работы (выполнение разно- уровневых заданий по раздела 2, реферат « Методы решения уравнений», составление опорного конспекта раздела 2, проработка конспектов занятий 2.3.2, доклады по раздела 2, оценка результатов фронтального, инди- видуального опроса по темам раздела 2 |
Знания: | | |
методы хранения чисел в памяти ЭВМ и дей- ствия над ними, оценку точности вычислений, т.е. действия с прибли- жёнными числами | 90-100 % правильных ответов – «5»; 70- 89% правильных ответов – «4»; 50-69 % правильных ответов – «3»; менее 50 % - «2» | Экспертная оценка на практических занятиях 1.2.2, 1.3.2, 1.3.3, 1.4.3, экспертная оценка внеаудиторной самостоятельной работы (со- ставление опорного конспекта по теме 1.1.1, 1.1.2, расчёт по формулам вероятности, ре- фераты по теме 1.1.2, 1.1.3, опережающее за- дание « Применение теории вероятностей в различных сферах»), оценка результатов фронтального, индивидуального опроса по теме 1.2 |
методы решения основ- ных математических задач – интегрирования, дифференцирования, решения линейных и трансцендентных урав- нений и систем уравне- ний с помощью ЭВМ | 90-100 % правильных ответов и выполнен- ных действий – «5»; 70- 89% правильных ответов и выполнен- ных действий – «4»; 50-69 % правильных ответов и выполнен- ных действий – «3»; менее 50 % - «2» | Экспертная оценка на практических занятиях раздела 2, экспертная оценка внеаудиторной самостоятельной работы (доклад на тему «Задачи оптимизации», выполнение разно- уровневых заданий, расчёты по формулам раздела 2, реферат « Решение уравнений», оценка результатов фронтального, индиви- дуального опроса по разделу 2 |
Контроль формируемых профессиональных и общих компетенций
Формируемые профессиональные и общие компетенции | Формы и методы контроля и оценки результатов обучения |
ПК 3.4. Проводить сравни- тельный анализ программных про- дуктов и средств разработки, с це- лью выявления наилучшего реше- ния согласно критериям, опреде- ленным техническим заданием. | Экспертная оценка результатов экзамена по решению проблемной задачи. Проверка самостоятельной работы обучающихся по всем темам курса. |
ПК 11.1. Осуществлять сбор, обработку и анализ информации для проектирования баз данных. | Анализ результатов наблюдения за деятельностью сту- дентов в процессе выполнения ими учебных заданий при проведении защит творческих работ, презентаций. |
ОК 4. Работать в коллективе и ко- манде, эффективно взаимодейство- вать с коллегами, руководством, клиентами. | Анализ результатов наблюдения за деятельностью сту- дентов в малых группах при решении проблемных, не- стандартных ситуаций при постановке учебной задачи. Тестирование, позволяющее оценить возможности инди- вида брать на себя ответственность |
ОК 1. Выбирать способы решения задач профессиональной деятельно- сти, применительно к различным контекстам. | Проверка самостоятельной работы обучающихся, Экспертная оценка результатов выполнения исследова- тельских работ по учебным элементам Анализ результатов наблюдения (по заданным показате- лям) за деятельностью студентов в процессе выполнения ими учебных заданий |
ОК 2. Осуществлять поиск, анализ и интерпретацию информации, не- обходимой для выполнения задач профессиональной деятельности. | Проверка самостоятельной работы обучающихся по теме 3.1. Экспертная оценка результатов выполнения практических работ по темам 3.1, 3.2 Анализ результатов наблюдения за деятельностью сту- дентов в процессе выполнения ими учебных заданий тем 3.3, 3.4 |
ОК 3. Планировать и реализовы- вать собственное профессиональное и личностное развитие. | Экспертная оценка результатов выполнения курсового проектирования. Анализ результатов наблюдения за деятельностью сту- дентов в малых группах при постановке проблемной си- туации, или выборе алгоритма действий при решении учебной задачи, поставленной преподавателем |
4