ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Рекомендуемые образовательные технологии: лекции, лабораторно-практические занятия, самостоятельная работа студентов.
В преподавании дисциплины существуют темы, изучение которых должно обязательно начинаться с теоретической подготовки. Чтобы повысить результативность изучения теоретического материала, применяются следующие приемы:
1) лекция сопровождается компьютерной презентацией;
2) разбираются практических ситуаций, основанные на личном опыте студентов.
Основной и самой результативной формой обучения дисциплине «Информатика» являются лабораторно-практические занятия. Для преподавания дисциплины «Информатика» на кафедре создан целостный учебно-методический комплекс, обеспечивающий управление учебной деятельностью студента и включающий: лекции в электронном виде, справочные учебные материалы, проекты, проверочные материалы.
Студентам предлагается выполнить ряд практико-ориентированных проектов, при необходимости они могут воспользоваться лабораторными работами как справочным материалом.
Разработанные лабораторные работы включают в себя обучающие тексты, набор пошаговых инструкций, учебных задач и заданий, демонстрационный материал и тестовые задания, размещенные на магнитных носителях.
Разделение лабораторного практикума на базовую и элективную части дает обучающимся возможность выстроить собственную образовательную траекторию в рамках данной дисциплины учетом их познавательных интересов и потребностей.
Такой подход к организации лабораторного практикума стимулирует и организует самостоятельную работу студента. Достигаются не только учебные, но и развивающие цели, т.к. формируется умение учиться. Роль преподавателя смещается от транслятора учебной информации к консультанту и организатору учебной деятельности студента при формировании профессионально значимых компетенций.
ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ И УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
При оценке качества усвоения учебного материала используется рейтинговая система контроля.
С помощью входного контроля устанавливается исходный уровень знаний и умений студентов. На этом этапе определяется степень их подготовленности к изучению дисциплины и возможность определения индивидуальной траектории обучения.
Для организации текущего контроля используется метод проектов, который предполагает выполнение проектов и их защиту. Количество баллов при оценивании этого вида работ зависит от своевременности выполнения проектов, от качества выполнения работы, качества защиты и от сложности работы. Максимальное количество баллов, набираемых за выполнение как базового, так и элективного лабораторного практикума, определяется в соответствии с рейтинговой системой.
6.1. Образцы практических заданий для подготовки к зачету
Задание 1.
Компания по снабжению электроэнергией взимает плату с клиентов по тарифу: k1 рублей за 1 кВт/ч за первые 500 кВт/ч; k2 рублей за 1 кВт/ч, если потребление свыше 500 кВт/ч. Услугами компании пользуется 10 клиентов. Подсчитать плату для каждого клиента и суммарную плату. Сколько клиентов потребляет свыше 500 кВт/ч? Все вычисления должны выполняться автоматически с помощью формул и функций. Постройте сравнительную диаграмму потребления электроэнергии по клиентам. Задание выполняется в табличном процессоре.
Задание 2.
Таблица содержит следующие исходные данные об учениках школы: фамилия, возраст и рост ученика. Все данные задаются произвольным образом на ваше усмотрение, количество учеников не менее десяти. Сколько учеников могут заниматься в баскетбольной секции, если туда принимают детей с ростом не менее 160 см и возраст не должен превышать 13 лет? Постройте сравнительную диаграмму количества учеников, которые могут заниматься в баскетбольной секции, и тех, кто не может заниматься в этой секции. Задание выполняется в табличном процессоре.
Задание 3.
10 спортсменов-многоборцев принимают участие в соревнованиях по 5 видам спорта. По каждому виду спорта спортсмен набирает определенное количество очков по десятибалльной шкале. Все исходные данные (фамилии спортсменов, виды спорта и баллы за них) задаются произвольным образом на ваше усмотрение. Спортсмену присваивается звание мастера, если он набрал в сумме не менее 45 очков, если не менее 30 очков – кандидат в мастера спорта, а если менее 30 очков, то ‑ претендент. Постройте сравнительную диаграмму количества мастеров, кандидатов в мастера спорта и претендентов. Задание выполняется в табличном процессоре.
6.2. Примерные вопросы для подготовки к экзамену
1. Информация и информационные процессы: понятие информации; предмет информатики как науки; основные задачи и направления информатики; основные интерпретации понятия «информации»; три концепции информации (К. Шеннона, В.М. Глушкова и В.Г. Афанасьева).
2. Информация и информационные процессы: понятие информации; виды и свойства информации; информационные процессы; передача информации; сигналы и параметры сигналов; язык как способ представления информации; Формы представления информации.
3. Информатика и информация: аналоговая и дискретная информация; отличие меду аналоговыми и дискретными сигналами; преимущества дискретных сигналов; знаки, наборы знаков и алфавиты; коды и кодирование дискретных сообщений; технология кодирования и измерения количества информации; кодирование текстового сообщения; единицы измерения информации; стандартные коды в вычислительной технике (ASCII, Unicode).
4. Виды компьютерной графики их особенности, достоинства и недостатки; кодирование цвета; кодирование графической информации; понятие дискретизации; кодирование звуковой информации.
5. Системы счисления: понятие системы счисления; позиционные и непозиционные (римская) системы счисления; десятичная система счисления; понятие разряда; правила перевода чисел из одной системы счисления в другую; двоичная арифметика; алгоритм перевода правильных десятичных дробей в двоичную, восьмеричную и шеснадцатиричную системы счисления.
6. Сжатие данных как уменьшение избыточности; алгоритмы архивации без потерь; алгоритмы архивации с потерями.
7. Основы алгебры логики: понятие, высказывание и умозаключение; базовые логические операции; правила построения таблицы истинности; области применения логических функций; логические законы преобразования логических выражений; логические основы устройства ПК.
8. Архитектура персонального компьютера (ПК): понятие архитектуры ПК; принципы фон Неймана; магистрально модульный принцип построения ПК; методы классификации компьютеров (классификация по назначению, по уровню специализации, по размеру, по совместимости).
9. Основные характеристики модулей персонального компьютера: назначение корпуса; типы корпусов; понятие блока питания; типы блоков питания и их особенности; понятие материнской платы; основные характеристики материнской платы.
10.Основные характеристики модулей персонального компьютера: понятие архитектуры ПК; понятие материнской платы; основные характеристики материнской платы; понятие порта; виды портов; понятия северного и южного мостов; связь северного и южного моста, согласование быстродействия; основные шинные интерфейсы материнских плат.
11.Основные характеристики модулей персонального компьютера: понятие архитектуры ПК; понятие процессора; структура и функции процессора; технология выполнения команд процессором; производительность процессора; система охлаждения процессора; история развития процессоров; многоядерные процессоры. Технология создания и принципы их работы.
12.Основные характеристики модулей персонального компьютера: понятие архитектуры ПК; классификация элементов памяти; динамическая или оперативная память; принцип работы оперативной памяти; основные характеристики микросхем памяти; классификация модулей оперативной памяти.
13.Основные характеристики модулей персонального компьютера: понятие архитектуры ПК; классификация элементов памяти; КЭШ-память и энергонезависимая память; виды КЭШ-памяти; основные характеристики микросхем памяти; особенности ПЗУ; классификация модулей ПЗУ; функции BIOS; основные характеристики микросхем памяти.
14.Внешние средства хранения информации: физическая и логическая структура диска; файловая система FAT; понятие кластера; типы таблиц размещения файлов FAT. Отличие принципов записи файла в файловой системе FAT и NTFS.
15. Внешние средства хранения информации: физическая и логическая структура диска; файловая система NTFS; понятие кластера; отличие принципов записи файла в файловой системе NTFS и FAT; структура файловой системы NTFS; понятие транзакции.
16.Внешние средства хранения информации: винчестеры или накопители на жестких дисках; понятие винчестера; история развития накопителей на жестких магнитных дисках (HDD); конструкция и структура HDD; содержимое HDD; низкоуровневая структура HDD; логическая структура HDD; типы служебной информации; основные характеристики HDD.
17.Внешние средства хранения информации: винчестеры или накопители на жестких дисках; понятие винчестера; конструкция и структура HDD; содержимое HDD; низкоуровневая структура HDD; технология вертикальной записи данных на HDD.
18.Внешние средства хранения информации: винчестеры или накопители на жестких дисках; понятие винчестера; конструкция и структура HDD; содержимое HDD; низкоуровневая структура HDD; твердотелые жесткие диски. Их структура, технология и принцип работы.
19.Внешние средства хранения информации: приводы компакт дисков; принцип действия привода компакт-диска; структура оптического диска; типы оптических дисков; основные отличия между форматами CD и DVD; устройство дисков CD-ROM, CD-R, CD-RW; характеристики оптических дисководов; технологии HDDVD и Blu-Ray.
20.Устройств ввода информации: понятие клавиатуры; принцип работы клавиатуры; виды и принцип работы координатных устройств; понятие сканера; виды сканеров; характеристики сканеров.
21.Устройства вывода информации. Видеосистема: назначение видеосистемы; типы мониторов; мониторы на основе электронно-лучевой трубки (CRT); общая конструкция CRT-монитора; типы цветоделительных масок; принцип действия CRT-монитора; формирование растра; недостатки CRT-мониторов.
22.Устройства вывода информации. Видеосистема: назначение видеосистемы; типы мониторов; жидкокристаллические мониторы; структура ЖК монитора; технологии создания активных матриц (закрученных спиралевидных кристаллов, переключение в одной плоскости, вертикальное расположение молекул жидких кристаллов, сформированное вертикальное выравнивание); общие характеристики ЖК мониторов; достоинства и недостатки ЖК мониторов.
23.Устройства вывода информации. Видеосистема: назначение видеосистемы; типы мониторов; Сенсорные мониторы, технология и принципы их работы.
24.Устройства вывода информации. Видеосистема: назначение видеосистемы; типы плоскопанельных мониторов и их характеристики; характеристики ЖК мониторов; особенности OLED-технологии.
25.Устройства вывода информации. Видеосистема: назначение видеосистемы; назначение видеоадаптера; режимы работы видеоадаптера; понятие кадрового буфера; основные графические функции видеоадаптера; поколения видеосистемы.
26.Устройства вывода информации. Аудиосистема: назначение звуковой карты; функциональные модули звуковой карты и их характеристики: модуль записи и воспроизведения, модуль синтезатора, модуль интерфейсов, модуль микшера; назначение акустической системы; характеристики акустической системы.
27.Устройства вывода информации. Печатающие устройства: характеристики матричного принтера; характеристики струйного принтера; методы струйной печати; характеристики и принцип работы лазерного принтера; другие виды устройств вывода информации; рекомендации для работающих за компьютером.
28.Программное обеспечение (ПО): понятие ПО; классификация ПО; понятие операционной системы; задачи, реализуемые операционной системой; поколения операционной системы; структура операционной системы; загрузка ОС; основные семейства ОС.
29.Программное обеспечение (ПО): понятие ПО; классификация ПО; понятие операционной системы; особенности операционной системы MSWindows; системное ядро MSWindows; особенности операционных систем семейства UNIX и их отличие от ОС семейства Windows.
30.Программное обеспечение (ПО): понятие ПО; понятие операционной системы (ОС); задачи, реализуемые ОС; поколения ОС; структура сетевой ОС; взаимодействие двух компьютеров в сети с использованием сетевой ОС; варианты построения сетевых ОС.
31.Программное обеспечение (ПО): понятие ПО; понятие прикладного программного пакета; виды функционально-ориентированных пакетов; понятие, назначение и функциональные возможности текстового процессора; классификация текстовых процессоров; назначение и функциональные возможности табличного процессора; области применения электронных таблиц.
32.Программное обеспечение (ПО): понятие ПО; понятие прикладного программного пакета; виды функционально-ориентированных пакетов; понятие графического редактора; классификация графических редакторов; растровая и векторная графика; средства для работы и источники получения растровых и векторных изображений; преимущества и недостатки растровой и векторной графики; области применения компьютерной графики.
33.Понятие утилиты. Функции, выполняемые утилитами. Архиватор: понятие архиватора; типы архиваторов и их характеристики. Назначение антивируса как утилиты. Обязательное свойство компьютерного вируса. История развития компьютерных вирусов.
34.Понятие утилиты. Функции, выполняемые утилитами. Назначение антивируса как утилиты. Обязательное свойство компьютерного вируса. Классификация компьютерных вирусов по признакам и по способу заражения.
35.Понятие утилиты. Функции, выполняемые утилитами. Назначение антивируса как утилиты. Антивирусные программы. Характеристики качества антивируса. Типы антивирусных программ и особенности их работы.
36.Инструментальные среды и системы программирования; уровни языков программирования; понятие и языка программирования; синтаксис языка программирования; понятие транслятора; виды трансляторов и их характерные особенности; алгоритм получения исполняемой программы; инструментальные среды.
37.Информационные технологии: понятие мультимедиа с разных точек зрения; технические компоненты мультимедийного компьютера; области применения мультимедиа.
38. Информационные технологии: понятие виртуальной реальности; история развития виртуальной реальности; виды виртуальной реальности; области применения виртуальной реальности; свойства виртуальной системы; типы массовых виртуальных систем; техническое обеспечение виртуальной реальности.
39. Моделирование как метод познания: понятие модели и моделирования; естественные и формальные языки; классификация моделей.
40. Моделирование как метод познания: понятие модели и моделирования; информационные модели; базовый критерий целостности информационной модели; движущие факторы развития информационной модели; виды информационных моделей; этапы моделирования.
41. Моделирование как метод познания: понятие модели и моделирования; математические модели и математическое моделирование; компьютерное моделирование; этапы компьютерного моделирования.
42. Понятие компьютерной сети. Ресурсы компьютерной сети. Виды серверов. Клиент-серверная архитектура сети.
43. Классификация компьютерных сетей. Классификация по территориальному признаку, особенности, характеристики каждой сети по данной классификации.
44. Классификация компьютерных сетей по способу администрирования. Особенности, характеристики каждой сети по данной классификации.
45. Классификация компьютерных сетей по физической топологии. Особенности, каждой сети по данной классификации.
46. Корпоративные компьютерные сети. Характеристики и особенности.
47. Принципы передачи данных по компьютерным сетям. Пакетная передача данных. Понятие пакета. Структура пакета. Многоуровневая архитектура компьютерной сети, Модель OSI. Функции уровней модели OSI. Формирование пакета данных.
48. Глобальные компьютерные сети. Структура сети Интернет. Способы подключения пользователей к серверу провайдера и их особенности.
49. Технология функционирования сети Интернет. Доменные зоны. Понятие протокола. Протокол TCP/IP. IP-адрес. Классы компьютерных сетей (A, B, C, D, E)
50. Сервисные службы сети Интернет. Всемирная паутина. Структура адреса сайта. Структура гиперссылки. Протокол передачи данных FTP. Электронная почта. Структура адреса электронной почты. Социальные сети, социальные сообщества.
51. Основные принципы информационной безопасности. Понятие безопасности информационной системы, конфиденциальности информации, целостности и доступности компонентов информационной системы.
52. Составляющие системы обеспечения информации: компьютерная безопасность, безопасность данных, безопасное программное обеспечение, безопасность коммуникаций.
53. Виды угроз информационной безопасности. Способы воздействия угроз на объекты информационной безопасности: информационные, программно-математические, физические, радиоэлектронные, организационно-правовые.
54. Негативные факторы, способствующие реализации угроз информационной безопасности. Виды компьютерных преступлений.
55. Способы совершения компьютерных преступлений: изъятие средств компьютерной техники; перехват информации; несанкционированный доступ; манипуляция данными и управляющими командами; комплексные методы.
56. Возможные последствия ущерба информационной безопасности. Методы защиты информации.
57. Средства защиты информации: Формальные (технические, программные, криптографические) и не формальные (организационные, законодательные, морально-этические).
58. Уровни защиты информации (правовой, административный, аппаратно-программный, криптографический).
6.3. Образцы практических заданий для подготовки к экзамену
Учебные файлы для выполнения заданий можно скопировать на сетевом диске Учебные материалы.
Задание 1.
1. Откройте в режиме просмотра таблицу «Общие данные об учащихся» базы данных Алфавитная книга школы 2000.mdb.
2. Создайте запрос для отбора записей обо всех учащихся, кроме тех, кто учится в 10 или 11 классе.
3. Создайте запрос для отбора записей об учащихся начальной школы, родившихся в понедельник.
4. Создайте запрос для отбора записей об учащихся, родившихся с января по май 1984 года.
Задание 2.
1. Откройте в режиме просмотра таблицу «Заочное отделение» базы данных Student 2000.mdb.
2. Создайте запрос для отбора записей о студентах, родившихся 20 числа любого месяца, чьи отчества заканчиваются на «вна», а фамилии не содержат букву «т».
3. Создайте запрос для отбора записей о студентах, родившихся в середине (с 10 по 20 число) апреля, июня или августа месяца или не в 1989 году.
Задание 3.
1. Откройте в режиме просмотра таблицу «Общие данные об учащихся» базы данных Алфавитная книга школы 2000.mdb.
2. Создайте запрос для отбора записей обо всех учащихся, в чьих именах на третьей позиции стоит буква «е» или «а».
3. Создайте запрос для отбора записей об учащихся «а» или «в» классов среднего звена (с 5 по 9 класс).
4. Создайте запрос для отбора записей об учащихся, родившихся до февраля 1984 либо после апреля 1986 года
6.4. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов
В первом семестре для очной формы обучения на самостоятельную работу студентов выносится выполнение одного модуля из элективного лабораторного практикума и подготовка к зачету.
Во втором семестре для очной формы обучения на самостоятельную работу студентов выносится выполнение одного модуля из элективного лабораторного практикума, изучение теоретического курса дисциплины и подготовка к экзамену.
Изучение модулей элективного лабораторного практикума основывается на результатах входного контроля, который проводится на первом практическом занятии, а также на основе индивидуальных познавательных интересов студентов. В первом и втором семестрах студенты выбирают для самостоятельного освоения один из предлагаемых элективных модулей. Результаты выполнения элективных модулей защищаются преподавателю во время аудиторных лабораторных занятий и учитываются в общей рейтинговой системе.
Самостоятельное изучение теоретического курса во втором семестре включает в себя разделы и темы учебной дисциплины, которые не были рассмотрены аудиторно во втором семестре:[2]
1. Информация и информационные процессы.
2. Технические средства обработки информации.
3. Устройства ввода-вывода информации.
4. Формализация и моделирование.
5. Основы компьютерных сетей.
6. Основные принципы информационной безопасности.
Вся совокупность учебного материала, изученная студентом самостоятельно и аудиторно, выносится на экзамен.
Для контроля за самостоятельным изучением материала периодически, по мере его изучения, во время аудиторных практических занятий отводится время (15-20 минут) для собеседования обучаемых с преподавателем[3].