СОЧИНСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ)
федерального государственного автономного образовательного
учреждения высшего образования
«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ДРУЖБЫ НАРОДОВ»
Отделение среднего профессионального образования
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
____________________________________________________________________________________________________________
(наименование дисциплины)
"Математическое и имитационное моделирование"
09.02.07 Информационные системы и программирование
____________________________________________________________________________________________________________
(код и наименование специальности/профессии ООП СПО)
Освоение учебной дисциплины ведется в рамках реализации основной образовательной программы среднего профессионального образования (ООП СПО):
специалист по информационным системам
____________________________________________________________________________________________________________
(наименование квалификации)
1. ПАСПОРТ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
ОП.15 Математическое и имитационное моделирование
1.1. Область применения программы
Программа учебной дисциплины ОП.15 Математическое и имитационное моделирование является частью программы подготовки специалистов среднего звена в соответствии с ФГОС "Федеральный государственный образовательный стандарт среднего профессионального образования по специальности 09.02.07 ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И ПРОГРАММИРОВАНИЕ (приказ Минобрнауки России от 09.12.2016 г. № 1547)"
1.2. Место учебной дисциплины в структуре программы подготовки специалистов среднего звена.
Учебная дисциплина ОП.15 Математическое и имитационное моделирование входит в Общепрофессиональный цикл Профессиональной подготовки.
1.3. Цели и задачи – требования к результатам освоения учебной дисциплины.
Основная цель – способствовать формированию общих и профессиональных компетенций посредством приобретения знаний, умений и навыков.
моделировании как методе познания, классификации моделей.
системном подходе к окружающему миру; объекте и его свойствах.
объектно-ориентированном моделировании.
построении формальных моделей с использованием формальных языков (алгебры логики, языков программирования).
построении и исследовании с помощью компьютера информационных моделей из физики, биологии, экономики, экологии.
В результате освоения учебной дисциплины студент должен знать:
понятие модели, моделирования;
признаки классификации, виды моделей;
этапы моделирования;
понятие геометрической модели;
понятие математической и физической моделей;
понятие структурной и логической моделей;
понятие информационной и словесной моделей;
принцип и идею моделирования
численные методы решения прикладных задач, особенности применения системных программных продуктов.
В результате освоения учебной дисциплины студент должен уметь:
классифицировать модели;
конструировать;
создавать словесные и информационные модели;
создавать математические и физические модели;
создавать блок-схемы;
решать задачи моделирования;
создавать формулы;
моделировать в различных программных средах;
работать с пакетами прикладных программ профессиональной направленности
В результате освоения учебной дисциплины студент должен иметь навыки и
1.4. Рекомендуемое количество часов на освоение программы учебной дисциплины:
Объем программы 120 часов, в том числе:
аудиторной учебной нагрузки обучающегося 90 часов;
самостоятельной работы обучающегося 18 часов.
2. СТРУКТУРА И ПРИМЕРНОЕ СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
2.1. Объем учебной дисциплины и виды учебной работы
Таблица 1. Виды учебной работы по периодам освоения ООП СПО для формы обучения - очная.
Контактная (аудиторная) работа (всего)
лекции (если предусмотрено)
в том числе в форме практической подготовки
(если предусмотрено)
лабораторные занятия (если предусмотрено)
в том числе в форме практической подготовки
(если предусмотрено)
практические занятия (если предусмотрено)
в том числе в форме практической подготовки
(если предусмотрено)
Самостоятельная работа обучающегося (всего)
в форме практической подготовки
(если предусмотрено)
Промежуточная аттестация в форме: (зачет/дифзачет/экзамен)
2.2. Тематический план и содержание учебной дисциплины ОП.15 Математическое и имитационное моделирование
Таблица 2. Содержание дисциплины/МДК по видам учебной
НАИМЕНОВАНИЕ РАЗДЕЛА ДИСЦИПЛИНЫ
Содержание раздела (темы)
Задачи курса Роль моделирования в науке и технике. Особенности компьютерного моделирования
Тема 1.1 Основные понятия моделирования
Исторический обзор. Основные задачи компьютерного моделирования
Классификация направлений и сферы применения компьютерного моделирования
Тема 1.2 Принципы построения моделей
Принципы построения моделей. Адекватность моделей
Формализация и моделирование. Классификация моделей
Разработка презентации на тему: «История развития компьютерного моделирования», «Роль компьютерного моделирования в моей профессиональной деятельности»
Тема 2.1. Основы математического моделирования
Введение в математическое моделирование. Цели и задачи. Области применения
Математические модели. Методы исследования математических моделей
Классификация математических моделей: по принципу построения; по виду входной информации; по виду функциональных зависимостей
Программные решения для математического моделирования
Тема 2.2. Разнообразие моделей
Оптимизационные, структурные, геометрические и графические модели
Геоинформационные, табличные и информационные модели
Моделирование геометрических параметров объекта
Моделирование геоинформационных моделей
Моделирование биологических процессов
Моделирование физических процессов
Тема 3.1. Применение имитационного моделирования
Цели, возможности имитационного моделирования. Разновидности имитации
Биологические модели развития популяции
Тема 3.2 Виды и области применения имитационного моделирования
Виды имитационного моделирования
Характеристика основных видов имитационного моделирования.
Имитационное моделирование физических процессов
Имитационное моделирование экономических процессов
Тема 3.3 Популярные системы имитационного моделирования
Обзор популярных систем имитационного моделирования
Имитационное моделирование методом Монте - Карло
Тема 4.1 Моделирование сложных систем
Моделирование систем и процессов с помощью языков программирования
Выполнение индивидуального задания на тему: «Примеры имитационных моделей», «Примеры моделей на основе клеточных автоматов», «Примеры моделей случайных процессов», «Примеры моделей корреляционного и регрессионного анализа» и т.п.
Защита индивидуального задания
Работа с конспектом и литературой, индивидуальное домашнее задание
* - Лек – лекции; Пр – практические занятия; СР – самостоятельная работа; ЛР – лабораторные работы.
3. УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ ДИСЦИПЛИНЫ
3.1. Требования к минимальному материально-техническому обеспечению
Таблица 3. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Для реализации программы учебной дисциплины предусмотрены специальные помещения, приведенным в п 6.3 основной образовательной программы специальности.
Оснащение аудитории
Специализированное учебное оборудование, ПО и материалы для освоения дисциплины (при необходимости)
Учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа, практических занятий, выполнения курсовых работ, групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации
Комплект специализированной мебели; маркерная доска; кафедра; автоматизированное рабочее место преподавателя: компьютер AMD Quad-Core, монитор LCD 17" ACER, проектор BenQ MS521P; проекционный экран Lumen Master Picture, имеется выход в интернет
Программное обеспечение: Операционная система Windows 10 Pro; Office Professional 2007, Kaspersky Endpoint security для бизнеса - Стандартный
Учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа, практических занятий, выполнения курсовых работ, групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации
(Компьютерный класс)
Комплект специализированной мебели; доска аудиторная меловая; автоматизированные рабочие места (процессор не ниже Intel Core i3, оперативная память объемом не менее 8Gb; (SSD 250 GB/HDD 500 GB); Видеокарта NVIDIA 1050TI 4G, проектор EPSON EB-W05, проекционный экран Lumen Master Picture, имеется выход в интернет
Программное обеспечение: Операционная система Windows 10 Pro; Office Professional 2007, Kaspersky Endpoint security для бизнеса - Стандартный
Аудитория для самостоятельной работы обучающихся
Комплект специализированной мебели; Телевизор LED LG 42", автоматизированные рабочие места (процессор не ниже AMD Quad-Core, оперативная память объемом не менее 4Гб; HD 500 gb), имеется выход в интернет
Программное обеспечение: Операционная система Windows 10 Pro; Office Professional 2007, Kaspersky Endpoint security для бизнеса - Стандартный
3.2. Информационное обеспечение обучения
Перечень рекомендуемых учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополнительной литературы
1. Акопов А. С. Компьютерное моделирование [Электронный ресурс]:Учебник и практикум Для СПО. - Москва: Юрайт, 2022. - 389 с – Режим доступа: https://urait.ru/bcode/495518
2. Древс Ю. Г., Золотарёв В. В. Имитационное моделирование [Электронный ресурс]:Учебное пособие Для СПО. - Москва: Юрайт, 2022. - 142 с – Режим доступа: https://urait.ru/bcode/495329
3. Зализняк В. Е., Золотов О. А. Введение в математическое моделирование [Электронный ресурс]:Учебное пособие Для СПО. - Москва: Юрайт, 2022. - 133 с – Режим доступа: https://urait.ru/bcode/496259
Дополнительные источники:
1. Бардушкин В.В., Прокофьев А.А. Математика. Элементы высшей математики [Электронный ресурс]:В 2 томах Том 2. - Москва: ООО "КУРС", 2022. - 368 с. – Режим доступа: https://znanium.com/catalog/document?id=380017
2. Колдаев В.Д., Гагарина Л.Г. Численные методы и программирование [Электронный ресурс]:Учебное пособие. - Москва: Издательский Дом "ФОРУМ", 2022. - 336 с. – Режим доступа: http://znanium.com/catalog/document?id=379465
Ресурсы информационно-телекоммуникационной сети «Интернет»:
1. ЭБС РУДН и сторонние ЭБС, к которым студенты университета имеют доступ на основании заключенных договоров:
- Образовательная платформа Юрайт https://urait.ru
- ЭБС Znanium.com http://znanium.com
- Электронно-библиотечная система РУДН – ЭБС РУДН http://lib.rudn.ru/MegaPro/Web
- ЭБС «Academia-library» https://academia-moscow.ru/
2. Базы данных и поисковые системы:
- поисковая система Google https://www.google.ru/
- поисковая система Яндекс https://www.yandex.ru/
- Учебный портал института https://portal.rudn-sochi.ru/
Самостоятельная работа студента является ключевой составляющей учебного процесса, которая определяет формирование навыков, умений и знаний, приемов познавательной деятельности и обеспечивает интерес к творческой работе.
Правильно спланированная и организованная самостоятельная работа студентов позволяет:
-сделать образовательный процесс более качественным и интенсивным;
-способствует созданию интереса к избранной профессии и овладению ее особенностями;
-приобщить студента к творческой деятельности;
-проводить в жизнь дифференцированный подход к обучению.
При организации самостоятельной работы студентов в качестве методологической основы должен применяться деятельный подход, когда обучение ориентировано на формирование умений решать не только типовые, но и нетиповые задачи, когда студент должен проявить творческую активность, инициативу, знания, умения и навыки, полученные при изучении конкретной дисциплины.
Учебно-методические материалы для самостоятельной работы обучающихся размещаются в соответствии с действующим порядком на странице дисциплины на Учебном портале.
Методические материалы для обучающихся
4. КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Контроль и оценка результатов освоения дисциплины осуществляется преподавателем в процессе проведения практических занятий, тестирования, а также выполнения обучающимися индивидуальных заданий.
Таблица 4. Контроль и оценка результатов освоения дисциплины
Результаты обучения
(освоенные умения, усвоенные знания)
Формы и методы контроля и оценки результатов обучения
Знания:
понятие модели, моделирования;
признаки классификации, виды моделей;
этапы моделирования;
понятие геометрической модели;
понятие математической и физической моделей;
понятие структурной и логической моделей;
понятие информационной и словесной моделей;
принцип и идею моделирования
численные методы решения прикладных задач, особенности применения системных программных продуктов.
Анализ и оценка выполнения индивидуальных заданий, расчетных работ, опрос, тематический диктант,
контрольная работа, практические занятия, домашние работы, компьютерное тестирование, Взаимоконтроль и самоконтроль студентов. Полнота и грамотность подготовленных докладов, сообщений, презентаций.
Умения:
классифицировать модели;
конструировать;
создавать словесные и информационные модели;
создавать математические и физические модели;
создавать блок-схемы;
решать задачи моделирования;
создавать формулы;
моделировать в различных программных средах;
работать с пакетами прикладных программ профессиональной направленности
Наблюдение, контроль преподавателя за деятельностью обучающихся, анализ и оценка оптимальности метода решения задач, беседа, опрос, практические занятия, домашние работы, компьютерное тестирование
Наблюдение, контроль преподавателя за деятельностью обучающихся, анализ и оценка оптимальности метода решения задач, выполнение и защита индивидуальных заданий.
Таблица 5. Перечень компетенций
5. КОМПЕТЕНЦИИ ОБУЧАЮЩЕГОСЯ, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Результаты (компетенции)
Основные показатели результатов подготовки
Выполнять процесс измерения характеристик компонент программного продукта для определения соответствия заданным критериям.
Уметь:
применять стандартные метрики по прогнозированию затрат, сроков и качества
Владеть:
В измерении характеристик программного проекта
Проводить сравнительный анализ программных продуктов и средств разработки, с целью выявления наилучшего решения согласно критериям, определенным техническим заданием.
Знать:
современные стандарты качества программного продукта и процессов его обеспечения
Уметь:
работать с проектной документацией, разработанной с ис-пользованием графических языков спецификаций
Собирать исходные данные для разработки проектной документации на информационную систему.
Знать:
основные виды и процедуры обра-ботки информации, модели и методы решения задач обработки информации;
Уметь:
осуществлять постановку задач по обработке информации; проводить анализ предметной области;
Владеть:
обеспечении сбора данных для анализа использования и функционирования информационной системы
Производить оценку информационной системы для выявления возможности ее модернизации.
Знать:
основные платформы для создания, исполнения и управления информа-ционной системой
Уметь:
создавать и управлять проек-том по разработке приложе-ния
Владеть:
проведении оценки качества и экономической эффективности информационной системы в рамках своей
6. ФОНД ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ
6.1. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации обучающихся по дисциплине «Математическое и имитационное моделирование»
Перечень вопросов для подготовки к занятиям и промежуточной аттестации, контрольных работ, содержание заданий для выполнения практических и самостоятельных работ, рекомендации по выполнению и критерии оценивания представлены в фонде оценочных средств по дисциплине «Математическое и имитационное моделирование» в Приложении к настоящей Рабочей программе дисциплины.
Оценочные средства позволяют провести текущий контроль по дисциплине. По каждому средству оценивается полнота и глубина освоения, характеризующиеся показателями и критериями оценивания
Пороговый (узнавание)
«3»
Знает: базовые общие знания;
Умеет: основные умения, требуемые для выполнения простых задач;
Владеет: работает при прямом наблюдении.
Базовый (воспроизведение)
«4»
Знает: факты, принципы, процессы, общие понятия в пределах области исследования;
Умеет: диапазон практических умений, требуемых для решения определенных проблем в области исследования;
Владеет: берет ответственность за завершение задач в исследовании, приспосабливает свое поведение к обстоятельствам в решении проблем
Высокий (компетентность)
«5»
max балл
Знает: фактическое и теоретическое знание в пределах области исследования с пониманием границ применимости;
Умеет: диапазон практических умений, требуемых для развития творческих решений, абстрагирования проблем;
Владеет: контролирует работу, проводит оценку, совершенствует действия работы
Таблица 6. Показатели и критерии оценивания
Максимальное количество баллов по каждому оценочному средству соответствует вербальному критерию «высокий».
В процессе обучения используются активные и интерактивные образовательные технологии (формы проведения занятий):
-лекции, фронтальные опросы, презентации и защита мини-проектов;
-кейс-стади (разбор конкретных ситуаций),
-имитационные компьютерные модели;
-организации самостоятельной учебно-познавательной деятельности (индивидуальные домашние задания).
7. ИНЫЕ СВЕДЕНИЯ И (ИЛИ) МАТЕРИАЛЫ
7.1 Перечень образовательных технологий, используемых при осуществлении образовательного процесса по дисциплине