МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
Дисциплина М2.В.1 «Информационно-коммуникационные технологии в естественнонаучных исследованиях»
Укрупненная группа 0112000 «Физико-математические науки»
Направление 011200.68 «Физика»
Магистерские программы 011200.68.07 «Окружающая среда и человек: основы контроля и надзора»
Институт фундаментальной биологии и биотехнологии
Кафедра биофизики
Красноярск
2011
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
- Цель изучения дисциплины
Широкое внедрение информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) во все сферы человеческой деятельности привело к появлению новых форм организации научного и образовательного процессов.
В частности активное использование технологий E-Science позволяет исследователю сегодня кардинально изменять методику проведения научных экспериментов, используя приборную базу, интегрированную с информационными и компьютерными измерительными технологиями и обеспечивающую одновременно территориальное распределение рабочих групп; удаленный доступ к научному оборудованию, вычислительным и информационным ресурсам, в т. ч. к распределенным базам данных и т. д. При этом уровень современного ученого обусловлен компетенциями, связанными с такой неотъемлемой составляющей его профессиональной деятельности, как Long-Life Learning, (т. е. обучением на протяжении всей жизни), согласно которой человек должен всю жизнь приобретать новые знания, так как ценность знаний уменьшается пропорционально появлению новой информации. Поэтому немаловажное направление использования технологий ИКТ связано с широким использованием в профессиональной деятельности инструментов Е-Learning, без постоянного использования в профессиональной деятельности которых немыслим сегодня специалист любого профиля.
Дисциплина «Информационно-коммуникационные технологии в естественнонаучных исследованиях» относится к профессиональному циклу (вариативная часть) по направлению подготовки 011200.68. – Физика укрупненной группы 010000 «Физико-математические науки», магистерская программа 011200.68.07 «Окружающая среда и человек: основы контроля и надзора»
Целью изучения дисциплины является подготовка специалистов, способных решать вопросы применения информационно-коммуникационных технологий с позиций системного подхода на основных этапах научно-исследовательской деятельности.
- Задачи изучения дисциплины
- Задачи профессиональной деятельности магистра
К задачам изучения дисциплины в соответствии с требованиями к компетенции направления подготовки магистров относятся:
- получение знаний, составляющих основу научных представлений об информации, информационных процессах, системах, технологиях и моделях в научных исследованиях;
- овладение умениями работать с различными видами информации с помощью компьютера и других средств информационных и коммуникационных технологий (ИКТ), организовывать научно-исследовательскую деятельность и планировать ее результаты;
- развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей средствами ИКТ;
- выработка навыков применения средств ИКТ в повседневной жизни при выполнении индивидуальных и коллективных проектов, в первую очередь научных.
- Требования к результатам освоения дисциплины
По окончании изучения дисциплины «Информационно-коммуникационных технологий в науке и образовании» магистр должен обладать:
- специальной подготовкой в предметной области;
- знаниями перспективных информационных технологий в области организации научного и образовательного процесса с использованием ИКТ;
- специализацией, определяемой перечнем дисциплин из предметной области и из области информатики;
- пониманием основных тенденций развития информационных систем, связанных с изменениями условий в области применения
знать:
- современные компьютерные технологии, применяемые при сборе, хранении, обработке, анализе и передаче физической информации;
- задачи предметной научной области и компьютерные методы их решения;
- перспективы развития информационных технологий и информационных систем в предметной области, их взаимосвязь со смежными областями;
уметь:
- эффективно использовать современные базы данных, базы знаний;
- эффективно применять типовые программные пакеты и системы, ориентированные на решение научных, проектных и технологических задач;
- формулировать и решать задачи, возникающие в ходе научно-исследовательской и педагогической деятельности, требующие углубленных профессиональных знаний;
- выбирать необходимые методы исследования, модифицировать существующие и разрабатывать новые методы исходя из задач конкретного исследования;
- обрабатывать полученные результаты, анализировать и осмысливать их с учетом имеющихся литературных данных;
- вести библиографическую работу с привлечением современных информационных технологий
владеть:
- современными компьютерными технологиями для решения научно-исследовательских и производственно-технологических задач профессиональной деятельности;
- методами (методологиями) проведения научно-исследовательских работ;
- типовыми программными продуктами, ориентированными на решение научных, проектных и информационно-технологических задач;
- информационными и телекоммуникационными технологиями в науке и образовании;
- действующими стандартами, нормами, методологией и культурой мышления, позволяющими перерабатывать и подготавливать материалы по результатам исследований к опубликованию в печати, а также в виде обзоров, рефератов, отчетов, докладов и лекций;
- организационными формами и методами обучения в вузе;
- методами педагогики с использованием технологий Е-Learning
обладать следующими компетенциями:
а) общекультурные (ОК):
- способность самостоятельно приобретать с помощью информационных технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности, расширять и углублять свое научное мировоззрение (ОК-3);
- способностью адаптироваться к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности, к изменению социокультурных и социальных условий деятельности (ОК-7);
- способностью к коммуникации в научной, производственной и социально-общественной сферах деятельности, свободное владение русским и иностранным языками как средством делового общения (ОК-8);
- способностью к активной социальной мобильности, способностью к организации научно-исследовательских и научно-производственных работ, способностью к управлению научным коллективом (ОК-9);
- способностью использовать базовые знания и навыки управления информацией для решения исследовательских профессиональных задач, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны (ОК-10).
б) профессиональные (ПК):
- научно-исследовательская деятельность:
- способность самостоятельно ставить конкретные задачи научных исследований в области физики (в соответствии с профилем магистерской программы) и решать их с помощью современной аппаратуры, оборудования, информационных технологий с использованием новейшего отечественного и зарубежного опыта (ПК-3);
- способность и готовностью применять на практике навыки составления и оформления научно-технической документации, научных отчетов, обзоров, докладов и статей (в соответствии с профилем магистерской программы) (ПК-4);
- способность использовать свободное владение профессионально-профилированными знаниями в области информационных технологий, современных компьютерных сетей, программных продуктов и ресурсов Интернет для решения задач профессиональной деятельности, в том числе находящихся за пределами профильной подготовки (ПК-5);
- способностью свободно владеть профессиональными знаниями для анализа и синтеза физической информации (в соответствии с профилем подготовки) (ПК-7);
- способностью проводить свою профессиональную деятельность с учетом социальных, этических и природоохранных аспектов (ПК-8);
- организационно-управленческая деятельность:
- способностью организовать и планировать физические исследования (ПК-9);
- способностью организовать работу коллектива для решения профессиональных задач (ПК-10);
- педагогическая (в установленном порядке в соответствии с полученной дополнительной квалификацией) и просветительская деятельность:
- способностью руководить научно-исследовательской деятельностью студентов младших курсов и школьников в области физики (ПК-11).
- Межпредметная связь
Для изучения дисциплины требуется владение основными технологиями работы на компьютере, в частности использование основных офисных программ и т. д. Для успешного освоения предлагаемого курса в полном объеме необходимо предварительное изучение курсов, относящихся к циклам математических и естественнонаучных (базовая и профильные части) дисциплин, а также вариативной части этого цикла, связанной с освоением основами биофизических и биохимических методов исследований. Дисциплина весьма полезна для авторский курсов магистерских программ по направлению «Физика», а также при выполнении научно-исследовательских работ по темам магистерских диссертаций и прохождении научно-исследовательской практики.
- ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ
| Вид учебной работы | Всего зачетных единиц (часов) | Семестр | |
| 9 | 10 | ||
| Общая трудоемкость дисциплины | 5,000 (180) | 2,111 (76) | 3,889 (140) |
| Аудиторные занятия: | 1,94 (70) | 0,78 (28) | 1,16 (42) |
| Лекции | 1,16 (42) | 0,39 (14) | 0,78 (28) |
| Практические занятия (ПЗ) | 0,78 (28) | 0,39 (14) | 0,39 (14) |
| Самостоятельная работа: | 2,06 (74) | 0,84 (30) | 1,22 (44) |
| изучение теоретического курса (ТО) | 0,55 (20) | - | 0,55 (20) |
| Задания | 0,55 (20) | – | 0,55 (20) |
| Реферат | 0,83 (30) | 0,83 (30) | – |
| ПК | 0,12 (4) | - | 0,12 (4) |
| Вид промежуточного контроля (зачет, экзамен) | Зачет, экзамен 1,000 (36) | Зачет | Экзамен 1,000 (36) |
- СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
- Разделы дисциплины и виды занятий в часах (тематический план занятий)
Тематический план занятий и их объем приведен в табл. 3.1.
Таблица 3.1
| № п/п | Модули и разделы дисциплины | Лекций, зачетных единиц (часов) | ПЗ или СЗ, зачетных единиц (часов) | Самостоятельная работа, зачетных единиц (часов) | Реализуемые компетенции |
| 1 | Модуль 1. ОРГАНИЗАЦИЯ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ТЕХНОЛОГИЙ E-SCIENCE | 0,277 (10) | 0,277 (10) | 1 (36) | ОК-3; ОК-7-10; ПК-3-5; ПК-7-11 |
| 1.1 | Тема 1. E-Science предпосылки возникновения | 0,055 (2) | – | 0,11 (4) | |
| 1.2 | Тема 2. Научные виртуальные организации (SVO) | 0,055 (2) | – | 0,22 (8) | |
| 1.3 | Тема 3. E-Science в биологии | 0,055 (2) | 0,17 (6) | 0,22 (8) | |
| 1.4 | Тема 4. E-Science в биомедицине | 0,055 (2) | 0,11 (4) | 0,22 (8) | |
| 1.5 | Тема 5. Технологии E-Science в биологии: основные пути развития | 0,055 (2) | – | 0,22 (8) | |
| 2 | Модуль 2. АВТОМАТИЗАЦИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ | 0,11 (4) | 0,11 (4) | 0,333 (12) | ОК-3; ОК-7-10; ПК-3-5; ПК-7-11 |
| 2.1 | Тема 6. Физический эксперимент и средства его автоматизации | 0,055 (2) | – | 0,17 (6) | |
| 2.2 | Тема 7. Управление экспериментальным оборудованием (на основе технологий NI) | 0,055 (2) | 0,11 (4) | 0,17 (6) | |
| 3 | Модуль 3. E-LEARNING, КАК ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ СОВРЕМЕННОЙ ПЕДАГОГИКИ И САМООБУЧЕНИЯ | 0,44 (16) | 0,50 (18) | 0,39 (14) | ОК-3; ОК-7-10; ПК-3-5; ПК-7-11 |
| 3.1 | Тема 8. Информатизация образования: основные подходы | 0,06 (2) | – | 0,06 (2) | |
| 3.2 | Тема 9. Развитие e-Learning. История, тенденции, перспективы | 0,06 (2) | – | 0,06 (2) | |
| 3.3 | Тема 10. Инструментарий для организации обучения e-Learning | 0,11 (4) | 0,06 (2) | 0,06 (2) | |
| 3.4 | Тема 11. Современные информационно-образовательные среды как системы управления образовательным процессом и средства доставки образовательного контента | 0,11 (4) | 0,22 (8) | 0,11 (4) | |
| 3.5 | Тема 12. Технологии интерактивного взаимодействия между участниками образовательного процесса, организованного с применением E-Learning | 0,06 (2) | 0,22 (8) | 0,111 (4) | |
| 3.6 | Тема 13. Авторское право и электронные ресурсы. Основные подходы | 0,06 (2) | – | – | |
| 4 | Модуль 4. ИНСТРУМЕНТАРИЙ И ПРИНЦИПЫ СОВМЕСТНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНТЕРНЕТ-ТЕХНОЛОГИЙ | 0,333 (12) | 0,277 (10) | 0,94 (34) | ОК-3; ОК-7-10; ПК-3-5; ПК-7-11 |
| 4.1 | Тема 14. Grid-технологии, основные характеристики | 0,06 (2) | – | 0,11 (4) | |
| 4.2 | Тема 15. Grid-технологии, применение в естественнонаучных исследованиях | 0,11 (4) | – | 0,11 (4) | |
| 4.3 | Тема 16. Распределенные вычисления (GRIDы) и распределенные базы данных, как основной компонент технологий E-Science в биофизике | 0,06 (2) | 0,11 (4) | 0,11 (4) | |
| 4.4 | Тема 17. Электронные средства для обмена научной информацией | 0,11 (4) | 0,17 (6) | 0,667 (24) |
- Содержание разделов и тем лекционного курса
Модуль 1. Организация научно-исследовательской деятельности с применением технологий E-Science
Тема 1. E-Science - предпосылки возникновения
E -Science как инструмент для проведения традиционных научных исследований, интегрированный с информационными и компьютерными технологиями, обеспечивающий интерактивность исследованиям, возможность взаимодействия с распределенными базами данных. Технологии совместного использования ресурсов в пределах виртуальных групп. Проекты SETI@home и Folding@home [1–3; 26–28; 30; 31; 60; 67; 80; 85–164].
Тема 2. Научные виртуальные организации (SVO)
Научные виртуальные организации, подходы к созданию. Всемирная ассоциация физиков в области элементарных частиц. Тhe LHC Computing Grid – система переноса и извлечения данных из огромного числа наборов данных. Проекты NASA. Виртуальные обсерватории. Международный альянс виртуальной лаборатории International Virtual Observatory Alliance, Российское виртуальное общество* [1–3; 39; 71; 80; 85; 164].
Тема 3. E-Science в биологии
Проект e-Science Integrative Biology как пример междисциплинарного сотрудничества в науке. GenBank – генетический банк данных. Европейская лаборатория молекулярной биологии – European Molecular Biology Laboratory Nucleotide Sequence Database in Europe (EMBL)*. Проект «YourGenome.org». Национальная сеть центров научного обучения Великобритании. Проект Folding@home, как пример использования распределенных вычислений для моделирования белков* [1–9; 12–22; 24; 29–31; 33–37; 40; 41; 54; 55; 59; 62; 70; 75; 76; 79; 80; 86; 88; 90; 92–98; 100; 101; 104; 105; 118; 122; 129; 139–141; 144; 148; 159; 164].
Тема 4. E-Science в биомедицине
Biomedical Informatics Research Network (BIRN). BIRN project, www.nbirn.net, – проект географически распределенного научного виртуального сообщества. The cancer Biomedical Informatics Grid (caBIG), http://caBIG.nci.nih.gov, как распределенное научное сообщество. [1–9; 12–22; 24; 29–31; 33–37; 40; 41; 54; 55; 59; 62; 70; 75; 76; 79; 80; 86; 88; 90; 92–98; 100; 101; 104; 105; 118; 122; 129; 139–141; 144; 148; 159; 164].
Тема 5. Технологии E-Science в биологии: основные пути развития
Киберинфраструктура (CI), как способ/инструмент организации совместных научных исследований. Основные принципы формирования сервисов в CI. Сервис-ориентированная модель организации экспериментальных исследований. Основные направление применения E-Science технологий в биологии [1,6, 11, 29, 31].
Модуль 2. Автоматизация экспериментальных исследований
Тема 6. Автоматизация экспериментальных исследований
Компьютерные измерительные технологии. Эксперимент и средства его автоматизации. Типы преобразователей применяемых при физических измерениях. Сетевые лаборатории [1, 2, 5]
Тема 7. Управление экспериментальным оборудованием на основе технологий NI
Компьютерные измерительные технологии National Instruments. Организация сетевого обмена с использованием технологии DataSocket. Выполнение экспериментальных исследований посредством взаимодействия пользователя с лицевой панелью виртуального лабораторного стенда [1, 2, 5]
Модуль 3. E-Learning - основные подходы, инструментарий, тех-нологии
Тема 8. Информатизация образования: основные подходы
Технологии e-Learning, как новый образовательный инструмент. Модели применения e-Learning, в образовательном процессе [1–8; 43–53; 56; 58; 80; 164–169].
Тема 9. Развитие e-Learning. История, тенденции, перспективы
Основные этапы развития системы открытого образования в России. Цели, задачи и основные результаты эксперимента в области дистанционного обучения в России. Развитие технологий электронного обучения ведущих университетах мира: общие черты и основные различия.* [1–8; 23; 32; 56–58; 61; 63; 64; 68; 69; 72–74; 77; 78; 80; 82;102; 103; 106; 110–115; 119; 123; 126; 128; 132–134; 146; 147; 164]
Тема 10. Инструментарий для организации обучения e-Learning
Системы управления обучением и образовательным контентом. Ос-новные параметры. Информационно-образовательные среды как системы управления образовательным процессом и средства доставки образовательного контента, характерные признаки и основные компоненты. Критерии, выбора ПО для организации e-Learning-обучения. Виды ПО. Системы управления обучением. Системы управления контентом* [1–8; 23; 32; 56–58; 61; 63; 64; 68; 69; 72–74; 77; 78; 80; 82; 102; 103; 106; 110–115; 119; 123; 126; 128; 132–134; 146; 147; 164].
Тема 11. Современные информационно-образовательные среды как системы управления образовательным процессом и средства доставки образовательного контента
Системы управления обучением (LMS) и системы управления учебным контентом (LCMS) как средства управления образовательным процессом, основные параметры [1–3, 29].
Тема 12. Технологии интерактивного взаимодействия между участниками образовательного процесса, организованного с применением e-Learning
Синхронные и асинхронные формы организации обучения. Chatware – программное обеспечение для проведения синхронных компьютерных конференций называют Chatware. Видеоконференции и совместная работа с приложениями. Асинхронные технологии. Инструментарий асинхронных технологий организации обучения: электронная почта, форумы.* Подкас-тинг (podcasting) – формат распространения аудио- и видеоконтента через Интернет с использованием технологий m-learning.* Смешанное обучение (blended-learning) [1–8; 23; 32; 56–58; 61; 63; 64; 68; 69; 72–74; 77; 78; 80; 82; 102; 103; 106; 110–115; 119; 123; 126; 128; 132–134; 146; 147; 164].
Тема 13. Авторское право и электронные ресурсы. Основные подходы
Объекты авторского права на электронные ресурсы. Имущественные права автора. Основные принципы законодательства об авторском праве на электронные ресурсы. Признаки авторского права на электронные ресурсы.
СМК при разработке электронных ресурсов.* Критерии качества.* Принципы проведения экспертизы* [1–8].
Модуль 4. Инструментарий и принципы совместных исследований
с использованием интернет-технологий
Тема 14. Grid-технологии, основные характеристики
Распределенные вычисления (distributed computing, grid computing) как способ решения трудоемких вычислительных задач с использованием двух и более компьютеров, объединенных в сеть. Требования к системам Grid. Особенности новой инфраструктуры [1–3; 12–22; 26; 28; 31; 33; 34; 37; 38; 65–67; 80; 87; 108; 116; 127; 135; 151; 152; 155; 157; 161–164].
Тема 15. Grid-технологии, применение в естественнонаучных исследо-ваниях
Проект Enabling Grids for E-sciencE (EGEE) Главные цели проекта. Российские участники проекта.
The National Science Foundation’s Network for Earthquake Engineering Simulation (NEES) – национальное научное сообщество США, дающее возможность доступа к специализированным инструментам, данным и программам моделирования в области инженерии землетрясений*. Проект Google «Планета Земля»* Сервис-ориентированная наука перспективы [1–3; 12–22; 26; 28; 31; 33; 34; 37; 38; 65–67; 80; 87; 108; 116; 127; 135; 151; 152; 155; 157; 161–164].
Тема 16. Распределенные вычисления (GRIDы) и распределенные базы данных, как основной компонент технологий E-Science в биофизике
Распределенные вычисления (distributed computing, grid computing). Особенности инфраструктуры, примеры применения в естественнонаучных исследованиях. Система SourceForge (http://sourceforge.net/) для размещение информации для сообществ, развивающих программное обеспечение для ресурсов с открытым доступом. Консорциум myGrid project (http://www.mygrid.org.uk) [1, 3, 10, 15, 18].
Инициатива Национального института здоровья США –The Biomedical Informatics Research Network (BIRN)*, (http://www.nbirn.net/) для взаимодействия в биомедицинских исследованиях. Генетический банк данных GenBank генетический банк данных (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank/index.html), созданный Национальным центром биотехнологической информации (National Center for Biotechnology Information (NCBI)), США (www.ncbi.nlm.nih.gov) GenBank, как пример использования распределенных БД в биологии (биофизике). Проекты KEGG* (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes), http://www.genome.ad.jp/kegg/; Pedant (http://pedant.gsf.de/index.jsp); Entrez Genomes* (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?db=genome), как пример использования распределенных вычислений в области моделирования изучаемых биологических объектов * [1, 3, 19, 20, 23].
Тема 17. Электронные средства для обмена научной информацией
Международная система электронной публикации научных работ в области биологии и медицины PubMed Central (http://publicaccess.nih.gov/index.htm). BioLit (http://biolit.ucsd.edu), как пример интеграции традиционных научных публикаций непосредственно с существующими биологическими или другими научными БД [1, 3, 16].
- Практические занятия
Практические занятия по дисциплине «Информационно-коммуникационные технологии в естественнонаучных исследованиях» будут способствовать умению студентов работать с различными видами информации с помощью компьютера и других средств информационных и коммуникационных технологий как в ходе образовательного процесса, так в научных исследованиях
Общий объем практических занятий – 28 часов: 14 часов в 9 семестре и 14 часов в 10 семестре.
Рекомендуемый перечень и объем практических занятий приведен
в табл. 3.2.
| № п/п | № раздела дисциплины | Наименование практических занятий, объем в часах |
| 9-й семестр | ||
| 1 | 1 | Использование современных интернет-технологий для организации научных исследований (6) |
| 2 | 2 | Интерфейсы и инструментарий сетевых лабораторий (4) |
| 3 | 2 | Изучение методики проведения лабораторных исследований с использованием аппаратно-программных комплексов с удаленным доступом на примере автоматизированного лабораторного практикума «Изучение электропроводимости биологических объектов» (4) |
| 10-й семестр | ||
| 4 | 3 | Интернет-технологий для организации образовательного процесса (2) |
| 5 | 3 | Проведение научного семинара в режимах оff-/on-line (2) |
| 6 | 3 | «Применение ИКТ для представления результатов научных исследований. Подготовка презентационных материалов в формате ppt-» (2) |
| 7 | 3 | Применение программно-аппаратного комплекса «Интерактивная доска прямой проекции» для создания презентационных материалов (2) |
| 8 | 3 | LMS/LCMS – коммерческие системы и системы OpenSource, тенденции развития, функциональные возможности для организации образовательного процесса. Образовательная среда в формате Software as a service (2) |
| 9 | 4 | Работа с научными базами данных для организации научных исследований с применением Интернет-технологий (2) |
| 10 | 4 | Изучение аспектов работы с научными современными электронно-поисковыми системами на примере PubMed (2) |
Представленный в табл. 3.2 перечень практических занятий требует обязательного наличия следующего технического обеспечения для проведения лабораторного практикума: ПЭВМ в количестве 12–15 штук с характеристиками не ниже: Pentium 4-3.0 МГц / II SDRAM 2048 Мб / HDD SATAII 160 Гб / DWD + RW / keyb / mause / монитор 17'' или 19''; подключение ПЭВМ к сетям Интернет/Интранет.
- Лабораторные занятия
Учебным планом не предусмотрено.
- Самостоятельная работа
Структура самостоятельной работы представлена в табл. 3.3.
Таблица 3.3
| Вид самостоятельной работы | Всего зачетных единиц (часов) | Семестр | |
| 9 | 10 | ||
| Изучение теоретического курса (ТО) | 0,55 (20) | - | 0,55 (20) |
| Задания | 0,55 (20) | – | 0,55 (20) |
| Реферат | 0,84 (30) | 0,84 (30) | – |
| ПК | 0,12 (4) | - | 0,12 (4) |
- Самостоятельное изучение теоретического материала
Изучение теоретического курса (ТО): самостоятельная проработка студентами отдельных вопросов теоретического курса. Вопросы, выносимые на самостоятельную проработку, отмечены в параграфе 3.2 символом «*» с указанием трудоемкости ТО по темам. Самостоятельная работа выполняется студентами на основе учебно-методических материалов дисциплины, представленных в разделе 4.
При самостоятельном изучении теоретического материала помимо основной литературы рекомендуется пользоваться дополнительной литературой и новыми литературными источниками (периодическими изданиями). При этом следует использовать возможности научной библиотеки СФУ: http://lib.sfu-kras.ru/.
- Написание реферата
Задания по написанию реферата выдаются лектором на первой лекции вместе со списком учебной литературы по соответствующим модулям. Защита рефератов осуществляется во время лабораторных занятий в форме презентации по теме реферата, подготовленной в Power Point согласно требованиям СТО СФУ [39] и оформленной по правилам, приведенным в [3].
Оформление реферата должно соответствовать государственному стандарту ГОСТ 7.32-2001 и требованиям СТО СФУ [39], устанавливающим общие требования к структуре и правилам оформления научных и технических отчетов. Реферат должен сопровождаться библиографическим списком, который составляют в соответствии с ГОСТ 7.12003 «Библиографическая запись. Библиографическое описание. Общие требования и правила составления». Объем реферата должен составлять 20–30 страниц.
Реферат включает следующие структурные элементы:
- Титульный лист. С него начинается нумерация страниц, но номер не ставится. Номера страниц начинают печатать с первой страницы раздела «Введение». Титульный лист оформляется аналогично титульному листу курсовой работы: указывают наименование высшего учебного заведения; факультет, кафедру, где выполнялась работа; название работы; фамилию и инициалы студента; ученую степень и ученое звание, фамилию и инициалы преподавателя; город и год выполнения работы.
- Содержание. В содержании представлены названия всех разделов и подразделов работы, каждое из которых печатается с новой строки. В конце строки ставится номер страницы, на которой напечатана данная рубрика в тексте. Номера страниц печатаются вблизи правого поля, все на одинаковом расстоянии от края страницы. Следует обратить внимание, что названия разделов и подразделов в оглавлении должно точно соответствовать заголовкам текста.
- Введение. Во введении обосновывается актуальность рассматриваемой темы, пути развития на современном этапе, имеющиеся проблемы и способы их разрешения. Объем данного раздела не должен превышать одной страницы.
- Обзор литературы. В данном разделе излагаются теоретические основы по выбранной тематике. Изложение должно вестись в форме теоретического анализа проработанных источников применительно к выполняемой теме логично, последовательно и грамотно. При необходимости данный раздел может состоять из отдельных подразделов. Из содержания теоретического обзора должно быть видно состояние изученности темы в целом и отдельных ее вопросов.
- Заключение. Представляет собой краткое обобщение (2–3 абзаца) приведенных данных.
- Библиографический список. Оформляется в соответствии с существующими требованиями [39].
- Приложения.
Тематика реферативных работ должна быть посвящена использованию технологий e-Learning для организации образовательного процесса и определяется студентом самостоятельно с согласия с преподавателя, ведущего дисциплину.
Примерный перечень тем рефератов:
- Информационно-образовательная среда открытого образования РФ.
- Инструментарий для организации образовательного процесса посредством e-Learning.
- Интерактивные технологии при обучении. Системы управления образовательным процессом.
- Развитие в РФ дистанционных образовательных технологий.
- Технологии интерактивного обучения с использованием проектных методов развития навыков самостоятельного анализа информации и самообразования и индивидуальной образовательной траектории.
- Базы данных научной и образовательной информации.
- Методы поиска информации.
- Телекоммуникационные сети.
- Структура и средства сетевых систем дистанционного обучения.
- Интернет-ресурсы, посвященные образовательным технологиям.
- Образовательные порталы.
- Система ресурсных центров.
- Сайты учебных заведений различных уровней в РФ, СФО.
- Технические средства электронного обучения.
- Платформы для организации электронного обучения.
- Основные спецификации и стандарты в электронном обучении.
- Электронные библиотеки, медиатеки и репозитарии.
- СМК при разработке электронных образовательных ресурсов и применении ИТК в научно-исследовательском процессе.
Для защиты реферата студент готовит презентационные материалы, оформленные согласно требованиям, сформированным в [161].
Подготовка и представление презентации является необходимым элементом учебного процесса. Основной целью выполнения данной работы является развитие мышления и творческих способностей студента. В процессе выполнения данного вида работы у студента должны сформироваться следующие компетенции:
- умение корректно и убедительно представить свою позицию, воспринимать критику, достигать компромисса;
- понимание и использование основных философских категорий;
- применение методов научного познания;
- анализ и прогнозирование различных явлений и процессов;
- владение методологией обучения, принятия решений, постановки и разрешения проблем;
- способности к самоорганизации, организации и планированию;
- навыки работы с компьютером, умение использовать современные информационные технологии (справочные системы, Интернет и др.) для получения доступа к источникам информации, хранения и обработки данных;
- навыки управление информацией и приемы информационно-описательной деятельности;
- навыки грамотной письменной и устной речи, деловой переписки;
- умение воспринимать и анализировать научный текст;
- знание истории и видение перспектив развития естественнонаучного познания.
Защита реферата проводится с 12-й недели 9 семестра во время семинарских занятий.
- Выполнение итогового проекта
Активное использование технологий e-Science позволяет исследователю сегодня кардинально изменять методику проведения научных экспериментов, используя приборную базу, интегрированную с информационными и компьютерными измерительными технологиями и обеспечивающую одновременно территориальное распределение рабочих групп, удаленный доступ к научному оборудованию и т. д. Такая организация научных исследований позволяет сегодня, в частности, моделировать процессы и системы различной сложности, визуализировать экспериментальные данные, обеспечивая, таким образом, разнообразие научных подходов к решению исследовательских задач, способствовать развитию
С другой стороны учитывая очевидную тематику будущей профессиональной деятельности, следует отметить, что сложность биологических объектов, разнообразие и неоднородность биологических (биофизических) данных относит эту область естественнонаучных исследований в отдельный уникальный класс, где использование технологий e-Science является наиболее востребованным.
В связи с этим актуальным является как тематика итогового проекта «Инструментарий E-Science и E-Learning в биологических исследованиях», так и технология (траектория) его выполнения.
Итоговый проект выполняется в группе по следующей траектории:
- Формирование рабочей/исследовательской группы (3–4 человека).
- Согласование темы проекта с лектором по дисциплине на 2-й неделе обучения в 11-м семестре.
- Регистрация рабочей/исследовательской группы в Wiki.
- Проведение семантического поиска по теме проекта с использованием инструментария веб-сервера BioLit [16].
- Моделирования на основе Protein Data Bank [21],GenBank [20] и т. п. структуры объекта исследования.
- Организация обсуждения и подготовки отчета по проекта с использование инструментариев Wiki в режиме on-/off-line.
- Подготовка отчета и презентационных материалов по результатам исследований.
Помимо содержательных критериев в качестве оценочного параметра будет выступать интенсивность работ группы в on-/off-line режиме.
Разработка основных разделов проекта проводится в рамках практических занятий и самостоятельной работы в течение всего семестра. Сдача проекта проводится в форме публичной защиты перед комиссией в конце 10-го семестра (14–16-я недели).
Организация самостоятельной работы производиться в соответствии с графиком учебного процесса и самостоятельной работы приведенном в прил. 1.
- Содержание модулей дисциплин при использовании системы зачетных единиц
Структура и содержание модулей дисциплины приведены в прил. 2.
