OPIS MODUŁU KSZTAŁCENIA (przedmiot lub grupa przedmiotów) Nazwa modułu/ przedmiotu Narzędzia i metody informatyki w warsztacie inżyniera i nauczyciela Nazwa jednostki prowadzącej przedmiot Instytut Matematyki, Fizyki Przedmioty: Wspomaganie obliczeń inżynierskich Wstęp do typografii komputerowej Metody i narzędzia e-edukacji Organizacja szkolnej pracowni informatycznej Kierunek Specjalność specjalizacja semestr/y poziom kształcenia/forma forma studiów kształ- cenia Edukacja techniczno-informatyczna nauczycielska IV, VI, VII SPS Stacjonarne Nazwisko osoby prowadzącej (osób prowadzących) dr hab. prof. AP Andrzej Icha, dr Ryszard Motyka, dr inż. Zbigniew Ledóchowski, dr Stanisław Kowalczyk dr Robert Jaworski koordynator: dr Ryszard Motyka Formy zajęć Liczba godzin Liczba punktów ECTS N (nauczyciel) S (student) Wspomaganie obliczeń inżynierskich Laboratorium 60 3 Rozwiązywanie dodatkowych problemów Wstęp do typografii komputerowej Laboratorium 10 50 2 Rozwiązywanie dodatkowych problemów 20 Metody i narzędzia e-edukacji Laboratorium 20 55 3 Rozwiązywanie dodatkowych problemów 25 Organizacja szkolnej pracowni informatycznej Laboratorium 60 3 Rozwiązywanie dodatkowych problemów Razem 90 225 11 Metody dydaktyczne ćwiczenia laboratoryjne konsultacje indywidualne i grupowe Określenie przedmiotów wprowadzających wraz z wymogami wstępnymi A. Wymogi formalne: treści programowe przedmiotów- Podstawy informatyki i systemów informatycznych, Programy użytkowe, Rachunek prawdopodobieństwa z elementami statystyki, Równania różniczkowe, Mechanika techniczna oraz wytrzymałość materiałów B. Wymogi wstępne: osiągnięcie wszystkich efektów kształcenia z wymienionych wyżej przedmiotów. Cele przedmiotu 1. Zapoznanie z możliwościami wykorzystania pakietów matematycznych i innych środowisk do obliczeń inży nierskich. 2. Zapoznanie z możliwościami modelowania stochastycznego. 3. Zapoznanie studentów z zagadnieniami związanymi z wykorzystywaniem komputerów i stosownego opro-
gramowania do przygotowywania publikacji naukowych, prac licencjackich, magisterskich, doktorskich itp. 4. Dostarczenie studentom wiedzy i stosownych pakietów makr pozwalających na realizację prac licencjackich (magisterskich) w systemie składu LAT E X2 ε. 5. Zapoznanie z istotą e-edukacji jako nowej metody transferu wiedzy i umiejętności. Zapoznanie z podstawową terminologią związaną z e-edukacją. Zapoznanie z technologicznymi aspektami procesów związanych z e-edukacją. Przedstawienie wybranych narzędzi tworzenia kursów internetowych oraz zapoznanie z różnymi rodzajami materiałów umieszczanych w sieci w kontekście ich dobrej percepcji. Kreowanie umiejętności oceny wartości różnych materiałów kursowych. Zapoznanie z pedagogicznym kontekstem e-edukacji. Treści programowe 1. Opracowanie instrukcji obsługi 2. Graficzny język diagramów a. podstawowe informacje o języku UML b. diagramy przepływy danych DFD c. diagram zmiany stanów STD 9. Mathcad jako narzędzie do obliczeń numerycznych. Podstawy posługiwania się Mathcadem: wyrażenie identfikatory, instrukcja podstawienia, instrukcja ujawnienia wyniku, macierze - indeksy macierzowe, zmienne zakresowe, operacje na macierzach, funkcje - tworzenie funkcji prostych i złożonych, przegląd funkcji wbudowanych. 10. Wykresy 2D i 3D - tworzenie i formatowanie wykresów, analiza danych - funkcje wbudowane i algorytmy użytkownika, obliczenia symboliczne 12. Mathcad jako narzędzie do obliczeń inżynierskich. Zagadnienia sprowadzające się do równania bądź układ równań algebraicznych z dziedziny mechaniki płynów i ruchu ciepła. Przegląd integratorów Mathcada. Zagad nienia początkowe i brzegowe. Dwupunktowe zagadnienie brzegowe 13. Rozwiązywanie równań różniczkowych cząstkowych typu parabolicznego metodą linii. 14. Zagadnienia różniczkowania i całkowania danych surowych oraz danych wygładzonych 15. Aproksymacja danych funkcją określonego modelu: a) Model funkcji hiperbolicznej, b) Modele funkcji logarytmicznej, c) Modele funkcji ekspotencjalnej d) Modele funkcji potęgowej i wykładniczej e) Modele funkcji logistycznej f) Model funkcji parabolicznej, g) Modele wielomianu: algebraicznego pierwszego stopnia i n-tego stopnia, trygonometrycznego szereg Fouriera 16. Modelowanie stochastyczne i programowanie w Mathcadzie. 17. Elementy syntezy, analizy i filtrowania sygnałów cyfrowych. 18. Klasyczne metody prognozowania szeregów czasowych w Statistice. Analiza i prognozowanie na podstawie klasycznych modeli trendu w Statistice. Analiza i prognozowanie na podstawie szeregów czasowych z wahaniami sezonowymi. Modele regresji w prognozowaniu. Prognozowanie na podstawie modeli adaptacyjnych.prognozowanie zmiennych jakościowych. Predykcja na podstawie modeli autoregresyjnych (procesy ARMA, ARIMA).Modele prognozowania wariancji procesu - wielowymiarowe procesy stochastyczne - modele klasy GARCH 19. Prognozowanie finansowych szeregów czasowych. Modele prognozowania wariancji procesu. Estymacja i prognozowanie miar ryzyka. 20. Wprowadzenie do systemu TEX 21. Elementy typografii 22. Formy źródłowe dokumentu; 23. Matematyka w TEX-u; 24. Podstawy programowania w języku T E X; 25. T E X i grafiki 26. Definicja e-edukacji. Czym jest, a czym nie jest e-edukacja? E-edukacja, a Internet. 27. Zalety, wady oraz mity związane z e-edukacją. E-edukacja jako nowa, innowacyjna metoda kształcenia. 28. E-edukacja, a tradycyjne metody nauczania. 29. Kognitywistyczne ujęcie procesu kształcenia realizowanego z wykorzystaniem metod e-edukacji.. Wpływ e-edukacji na różne środowiska szkoleniowe ze szczególnym uwzględnieniem środowisk edukacyjnych. 31. Wirtualne klasy. Procesy tworzenia się społeczności uczących się. 32. Kompetencja nauczyciela oraz rola studenta w procesie uczenia się przez sieć. 33. Aspekty technologiczne związane z e-edukacją. Kanały dystrybucji treści. Platformy e-edukacyjne. Oprogramo-
wanie systemów kształcenia za pośrednictwem sieci ( systemy zarządzania szkoleniami, systemy zarządzania treścią, systemy zarządzania zdalną komunikacją ogólna charakterystyka). 34. Standardy związane z e-edukacją (SCORM). Treści szkoleniowe. 35. Struktura i forma kursu on-line. Proces budowy treści. Ogólne zasady tworzenia materiałów kursowych. Podstawowe komponenty kursów on-line. 36. Krytyczna analiza wybranych kursów związanych z e-edukacją (materiały, procedury logowania, komunikacja itp.) Tworzenie scenariuszy przykładowych kursów on-line z uwzględnieniem najważniejszych reguł dotyczących ich merytorycznej i technicznej poprawności. 37. Konstrukcja przykładowych materiałów edukacyjnych do zaproponowanych scenariuszy kursów on-line z użyciem typowych narzędzi i środowisk programów użytkowych. Efekty uczenia się Wiedza (W_01) zna zasady konstrukcji i czytania diagramów obrazujących etapy działania przy realizacji zadań (W_02) opisuje najważniejsze wymagania dotyczące systemów informatycznych obliczeń inżynierskich (W_03) zna sposoby konstruowania modeli matematycznostatystycznych służących inżynierowi do różnego rodzaju badań (W_04) zna zasady programowania w języku tex na poziomie podstawowym,. (W_05) charakteryzuje e-edukacje jak metodę nauczania zwłaszcza w kontekście nauczania informatyki i techniki; (W_06) opisuje aspekty technologiczne (platformy, oprogramowanie, standardy) związane z e-edukacją; Umiejętności (U_01) stosuje aproksymacje danych funkcją określonego modelu (U_02) stosuje oprogramowanie komputerowe do zaimplementowania i przeprowadzenia analizy modelu (U_03) konfiguruje oprogramowanie do składu tekstów sformalizowanych (U_04) konstruuje program w języku tex. (U_05) - przygotowuje dokument tex-owy przy uwzględnieniu reguł i zwyczajów obowiązujących w typografii, (U_06) odróżnia w sieci kursy o przyjaznej obsłudze i wysokiej jakości merytorycznej szczególnie związane z nauczaniem matematyki; (U_07) tworzy scenariusz kursu on-line na zadany temat; (U_08) tworzy proste materiały stanowiące podstawę zawartości przykładowego kursu; Sposób zaliczenia oraz formy i podstawowe kryteria oceny/wymagania egzaminacyjne A. Sposób zaliczenia Zaliczenie z oceną B. Formy i kryteria zaliczenia Formy zaliczania Kolokwia pisemne, projekt Ocena modułu jest średnią ważoną ocen poszczególnych przedmiotów, dla których wagami są przypisane im liczby punktów ECTS. Kompetencje społeczne (K_01) pracuje samodzielnie (K_02) wykazuje kreatywność w związku z rozwiązywanymi problemami (K_03) dostrzega znaczenie metod nauki przy rozwiązywaniu problemów otaczającej rzeczywistości (K_04) dostrzega znaczenie konstruowania wysokiej jakości i bezpiecznego oprogramowania na potrzeby różnych zastosowań Matryca efektów kształcenia dla przedmiotu Numer (symbol) efektu kształcenia Odniesienie do efektów kształcenia dla programu Odniesienie do efektów kształcenia dla obszaru W_01 K_W02+, K_W06+++ T1A_W02+, T1A_W03++, T1A_W04++, T1A_W07+
W_02 K_W02+++, K_W05++,K_W07+ T1A_W02+, T1A_W03+++, T1A_W10+ W_03 K_W03+++, K_W05+++, K_W06++ T1A_W02+, T1A_W03++, T1A_W07++ W_04 K_W03++ T1A_W07++ W_05 K1A_W25++ T1A_W07++, T1A_W08++ W_06 K1A_W25++ T1A_W07++, T1A_W08++ U_01 K_U04+++, K_U08++,K_U20+++ T1A_U09+++, T1A_U14++, T1A_U15++ U_02 K_U04++, K_U08+++ T1A_U09+, T1A_U14++ U_03 K_U01++ T1A_U03++, T1A_U05++ U_04 K_U11+++,K_U14++ T1A_U05++, T1A_U16+ U_05 K_U01++, K_U07++, K_U14+ T1A_U02++, T1A_U03+++, T1A_U05++, T1A_U15++, U_06 K_U32++, T1A_U04++, T1A_U05++ U_07 K_U32++, T1A_U04++, T1A_U05++ U_08 K_U32++, T1A_U04++, T1A_U05++ K_01 K_K01+++ T1A_K01+++ K_02 K_K03+++ T1A_K05++, T1A_K06++ K_03 K_K02++, K_K05+++ T1A_K02+++, T1A_K07++ K_04 K_K05+++, K_K06++ T1A_K02+++, T1A_K05+, T1A_K07++ Wykaz literatury A. Literatura wymagana: 1. Icha A.: LAT E X2 ε dla matematyków, Wyd. AP w Słupsku, Słupsk, 2007. 2. Krzysztof Jakubowski Mathcad 2000 Professional, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, 2000 3. T. Karpiński, M. Kozłowski Materiały do projektowania procesów technologicznych. Wzory dokumentacji technologicznej i dane ogólne;; Koszalin, 1995 4. Tomasz Kucharski Drgania mechaniczne. Rozwiązywanie zagadnień z MATHCAD-em ; WNT Warszawa, 2004 5. Tomasz Kucharski Mechanika ogólna. Rozwiązywanie zagadnień z MATHCAD-em WNT Warszawa; 2002 6. Lamport L.:LAT E X: System opracowywania dokumentów, WNT, Warszawa, 2004 7. Roman Miksiewicz Maszyny elektryczne. Zagadnienia obliczeniow z wykorzystaniem programu MATHCAD ; Wyd. Politechniki Śląskiej; 2000 8. Witold Paleczek Mathcad 12, 11, 2001i, 2001, 2000 w algorytmach, Exit 2005 9. Instrukcje obsługi wybranych wyrobów technicznych 10. Pliki pomocy wybranych programów komputerowych 11. Alan Clarke, E-learning nauka na odległość, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa 2007 12. Marek Hyla, Przewodnik po e-learningu, Oficyna Ekonomiczna. Oddział Polskich Wydawnictw Profesjonalnych, Kraków 2007 13. Piotr Brzózka, Moodle dla nauczycieli i trenerów, Helion Gliwice 2011 B. Literatura uzupełniająca 1. Hanna Chudzik, Hanna Kiełczewska, Iwona Mejoza Statystyka matematyczna w przykładach i zadaniach Wydawnictwo Akademii Rolniczej Poznań, 2008 2. Chwałowski R.: Typografia typowej książki, Helion.pl, Warszawa, 2002. 3. Greber T. Statystyczne sterowanie procesami - doskonalenie jakości z pakietem STATISTICA, StatSoft Polska, Kraków
4. Kopka H., Daly P.W., A guide to LAT E X2 ε, Addison-Wesley, 1995 5. Pietraszek J. Mathcad; Ćwiczenia ; Helion Gliwice; 2002 6. Stanisz Andrzej Przystępny kurs statystyki z zastosowaniem STATISTICA PL na przykładach z medycyny, StatSoft Polska, Kraków 2006 7. Stanisław Juszczyk, Edukacja na odległość: kodyfikacja pojęć, reguł i procesów, Wydawnictwo Adam Marszałek, Toruń 2002 Kontakt dr Ryszard Motyka ryszardmotyka@apsl.edu.pl