РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙУНИВЕРСИТЕТ ИМ. А.И.ГЕРЦЕНАПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫДНМ.04. КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В НАУКЕ И ОБРАЗОВАНИИОСНОВНАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММАПОДГОТОВКИ МАГИСТРОВ НАУКИ ПО НАПРАВЛЕНИЮ510500 - Химия Утверждено на заседании кафедры ИКТИнститута информационных технологийПротокол № __ от __________ 200_г.Зав. кафедрой_________________________ Е.З. Власова Утверждено на заседании Советафакультета информационных технологийПротокол № ________ от _________ 200 г.Председатель Совета_________________________ Т.Н. Носкова ПРОГРАММА учебной дисциплины «Компьютерные технологии в науке и образовании»Направление – «020100 Химия»Курс 1 (магистры)Форма обучения – дневнаяСеместр – 1Количество часов на дисциплину 38 часКоличество аудиторных часов на дисциплину 19 часИз них: лекций 13 час; лабораторных 26;Цель: Познакомить магистров с современными компьютерными технологиями, применяемых с целью повышения эффективности научно-исследовательской и педагогической деятельности. Задачи:Познакомить с современными методами и средствами автоматизированной обработки и визуализации экспериментальных данных.познакомить с современными средствами подготовки традиционных и электронных научных публикаций и презентаций;формирование практических навыков использования научно-образовательных ресурсов Internet в повседневной профессиональной деятельности исследователя ^ Принципы отбора содержания и организации учебного материала: Принципы отбора и структурирования учебного материала опираются на образовательный стандарт, содержащий требования к уровню подготовки магистра, ориентированные прежде всего на подготовку к ведению образовательной и исследовательской деятельности в условиях широкого использования современных информационных технологий. Ведущим организационным принципом построения данного курса является содержательная интеграция двух генеральных линий подготовки магистра: первой – обобщение и углубление знаний, полученных студентами на предыдущих этапах изучения дисциплин информационного («Математика и информатика», «Технические и аудиовизуальные средства обучения» и др.) и психолого-педагогического цикла; второй – непрерывная информационно-технологическая подготовка будущих специалистов. ^ Формы текущей аттестации: Проверка качества усвоения теоретических знаний в течение семестра проводится в устной и письменной форме: тестирование по узловым вопросам курса; самоконтроль и взаимоконтроль. Навыки практической работы со средствами информационных технологий проверяются в ходе выполнения лабораторных работ. Формами контроля выполнения проектов, заданий для самостоятельной работы являются: рецензирование текстов выполненных работ преподавателями и магистрами; обсуждение плана, хода и результатов выполнения заданий для самостоятельной работы на занятиях.Итоговая аттестация. Дисциплина завершается получением недифференцированного зачета.^ 2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ1. ВВЕДЕНИЕ Предмет и структура курса. Роль компьютера в научной работе. 2. ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ДАННЫХ. Роль визуализации в научной работе. Программа Origin. Основные возможности построения кривых и поверхностей, заданных формулами и экспериментальными точками. Средства для оформления рисунка. Практикум: Построение графиков функций, заданных формулой, в Origin. Построение изображений трехмерных поверхностей. Построение кривых, заданных набором экспериментальных точек. ^ 3. ОБРАБОТКА ДАННЫХ. Задачи и методы математической статистики. Основные классы статистических методов обработки экспериментальных данных. Дескриптивная статистика. Статистические характеристики набора данных. Их определение программой Statistica. Параметрические и непараметрические методы. Регрессионный анализ. Понятие о многомерных статистических методах. Кластерный анализ. Приближение экспериментальных данных аналитической зависимостью. Метод наименьших квадратов.Практикум: Фитирование экспериментальных данных в программе Origin. Примеры статистической обработки в Statistica. ^ 4. Математические методы компьютерного моделирования свойств вещества и химических превращений (строение, термодинамика и кинетика). Современные основные программные продукты: термодинамика – CHET, Thermocalc, строение молекул – HyperChem, Dalton, Mopac, Gamess, кинетика – KINET, Kintecus, Polyrate. Применение методов математического моделирования в химических исследованиях, построение эмпирических моделей с использованием пакетов программ статистической обработки данных, имитационное моделирование при решении проблем химической технологии и экологии.^ 5. ПРЕДСТАВЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ. Представление результатов в виде статей, презентаций, web-публикаций. Средства для создания презентаций и web-публикаций. Использование LaTeX для подготовки публикаций. Использование форматов PostScript и PDF для представления научных статей. Практикум: Подготовка презентации в PowerPoint. Подготовка научной статьи в формате PostScript и PDF. Написание текста, содержащего формулы и рисунки с использованием LaTeX. Создание простых личных интернет-страниц с использованием Macromedia Dreamweaver. ^ 6. Использование сети Интернет для поиска учебной и научной информации. Компьютерные технологии в обмене научной информацией Принципы организации баз научных и справочных данных. Ознакомление с банком термодинамических данных NIST, рекомендациями ИЮПАК по значениям констант скорости простых реакций, информационными возможностями Chemweb. Использование компьютерных банков химических данных в обучении и научной работе; средства телекоммуникационного доступа к источникам научной информации, сеть Internet и ее возможности для организации оперативного обмена информацией между исследовательскими группами, электронные журналы и конференции^ 8. Современные компьютерные технологии в образованииПрименение компьютерной техники в образовании. Компьютер как средство обучения и восприятия. Роль преподавателя в процессе обучения с использованием компьютеров. Мультимедиа в обучении химии. Примеры программного обеспечения.Компьютерные обучающие системы. Основные принципы новых информационных технологий обучения. Типы обучающих программ. Компьютерное моделирование в обучении. Программы специального назначения для преподавателя. Разработка обучающих программ. Проблемы и перспективы.Компьютерное тестирование. Компьютерное тестирование как пример контролирующей программы. Технология проектирования компьютерных тестов предметной области. Перспективные исследования в области создания контролирующих программ.Internet и образование. Понятие о дистанционном обучении с использованием глобальных компьютерных сетей. Основные принципы дистанционного обучения. Экспертные системы и искусственный интеллект. Примеры экспертных систем в химии. Инструментальные программные средства для создания экспертных систем. Пути развития информационных систем. Представление знаний в интеллектуальных системах. Тенденции развития информационных технологий и систем.Практикум: Практическая работа в тестовых и обучающих программах. Создание компьютерных тестов по различным предметам, создание тестовых программных оболочек в Excel. Примеры дистанционного обучения в Internet. Разработка сценария учебного курса для дистанционного обучения.Список рекомендуемой литературы:Богословский В.И., Извозчиков В.А., Потемкин М.Н. Наука в педагогическом университете: вопросы методологии, теории и практики. –СПб, 2000.Бониц М. Научное исследование и научная информация. - М.:1987.Дюментон Г.Г. Сети научных коммуникаций и организация фундаментальных исследований. - М.:1987.Информационные технологии: вопросы развития и применения./В.И.Гриценко, В.Н.Паньшин.- Киев:1988.Самарский А.А., Михайлов А.П. Математическое моделирование: Идеи. Методы. Примеры. - М.:Наука.Физматлит, 1997.Советов Б.Я. Информационные технологии. М.:1997.Соломенчук В. Интернет: краткий курс. – СПб., 2000.В. Боровиков. Statistica: искусство анализа данных на компьютере. Для профессионалов. СПб.: Питер, 2001 HyperChem, release 7 for Windows. Getting started. Hypercube Inc., 2002 С.М. Львовский. Набор и верстка в пакете LaTeX. М.: Космосинформ, 1995 Е.В. Якушина. Internet для школьников и начинающих пользователей. М.: Аквариум, 1997И.В. Мархвида. Создание web-страниц: HTML, CSS, JavaScript. Минск: ООО «Новое знание», 2002Программа утверждена на заседании кафедры ИКТПротокол № от 200_ г. Зав.кафедрой ИКТ________________________________Власова Е.З.