Вопросы преподавания информатики для непрофильных специальностей классических университетов д.ф.-м.н., профессор А.В.Михалев Прор

Вопросы преподавания информатики для непрофильных специальностей классических университетов
Борисенко В.В., Михалев А.А., Михалев А.В., Панкратьев Е.В., Чеповский А.М., Чирский В.Г.
Предложения по преподаванию информатики и математических основ информатики для непрофильных специальностей классических университетов
Редактор:
профессор механико-математического ф-та МГУ,
д.ф.-м.н. А.В. Михалев
Руководитель проекта:
декан химического ф-та МГУ, академик РАН В.В. Лунин
Совместно с зав. межкафедральной лабораторией
Вычислительных методов в химии В.С.Люцаревым
Преподавание Информационных Технологий в России - 2004

Вопросы преподавания информатики для непрофильных специальностей классических университетов
Информационные технологи и программирование базируются на классических математических дисциплинах: алгебра, математическая логика, дискретная математика, численные методы, …
Необходимы математические знания для обоснования алгоритмов и методов, используемых в компьютерных науках;
Необходима взаимосвязь и согласованность
курсов математического цикла и
курсов информатики
Преподавание Информационных Технологий в России - 2004

Вопросы преподавания информатики для непрофильных специальностей классических университетов
Первая версия рекомендаций по преподаванию информатики, включающая:
требования к совокупности знаний по информатике и её основам для непрофильных специальностей классических университетов;
вариант программы курса информатики;
путеводители по литературе.
Учет Рекомендации ACM/IEEE
CS “Computing Curricula 2001”
Преподавание Информационных Технологий в России - 2004

Вопросы преподавания информатики для непрофильных специальностей классических университетов
СОВОКУПНОСТЬ ЗНАНИЙ ПО ИНФОРМАТИКЕ
И МАТЕМАТИЧЕСКИМ ОСНОВАМ ИНФОРМАТИКИ
ДЛЯ НЕПРОФИЛЬНЫХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ
КЛАССИЧЕСКИХ УНИВЕРСИТЕТОВ
определяет области знаний, которые должны составлять основную часть учебных программ по информатике и математике.
Иерархическая трехуровневая структура:
Области знаний.
Разделы совокупности знаний.
Тем совокупности знаний.
Преподавание Информационных Технологий в России - 2004

Вопросы преподавания информатики для непрофильных специальностей классических университетов
ОБЛАСТИ ЗНАНИЙ
MT — Математические и теоретические основы информатики.
CL — Компьютерная грамотность.
P — Программирование и организация ЭВМ.
IT — Информационные технологии и компьютерные науки.
Преподавание Информационных Технологий в России - 2004

Вопросы преподавания информатики для непрофильных специальностей классических университетов
РАЗДЕЛЫ СОВОКУПНОСТИ ЗНАНИЙ
ПО МАТЕМАТИЧЕСКИМ ОСНОВАМ ИНФОРМАТИКИ
MT1. Множества, отношения, функции.
MT2. Алгоритмы, сложность и структуры данных.
MT3. Вычислительная математика и численные методы.
MT4. Математическая логика и теория доказательств.
MT5. Графы и деревья.
MT6. Автоматы.
MT7. Элементы теории формальных языков и грамматик.
MT8. Элементы теории алгебраических структур.
МT9. Комбинаторика.
Преподавание Информационных Технологий в России - 2004

Вопросы преподавания информатики для непрофильных специальностей классических университетов
РАЗДЕЛЫ СОВОКУПНОСТИ ЗНАНИЙ
ПО ИНФОРМАТИКЕ
Преподавание Информационных Технологий в России - 2004
CL – компьютерная грамотность
CL1. Работа на ЭВМ. Офисные технологии.
CL2. Web и Интернет
CL3. История информатики и социальные вопросы.
P. Программирование и организация ЭВМ
P1. Основы программирования.
P2. Архитектура и организация ЭВМ.
P3. Операционные системы.
P4. Низкоуровневое программирование.
P5. Императивное программирование.
P6. Функциональное программирование.
P7. Объектно-ориентированное программирование.
P8. Языки разметки.

Вопросы преподавания информатики для непрофильных специальностей классических университетов
IT. Информационные технологии и компьютерные науки
IT1. Языки программирования.
IT2. Информационные системы.
IT3. Сети и телекоммуникации.
IT4. Компьютерная графика и визуализация.
IT5. Интеллектуальные системы.
IT6. Программная инженерия.
IT7. Компьютерная алгебра и символьные вычисления.
IT8. Теоретическое программирование.
Преподавание Информационных Технологий в России - 2004

Вопросы преподавания информатики для непрофильных специальностей классических университетов
ТЕМЫ СОВОКУПНОСТИ ЗНАНИЙ
ПО МАТЕМАТИЧЕСКИМ ОСНОВАМ
ИНФОРМАТИКИ
MT1. Множества, отношения, функции.
MT1.1. (i) Язык наивной теории множеств. Множества и отображения (функции).
MT1.2. (i) Аксиоматика Цермело-Френкеля. Натуральные числа, аксиомы Пеано.
MT1.З. (а) Множества и классы, аксиоматика Гёделя–Бернайса- Неймана.
MT1.4. (i) Отношения. Композиция отношений.
Отношения эквивалентности и порядка.
MT1.5. (i,b,a) Упорядоченные множества.
MT1.6. (i,b,a) Булевы алгебры.
Преподавание Информационных Технологий в России - 2004

Вопросы преподавания информатики для непрофильных специальностей классических университетов
ТЕМЫ СОВОКУПНОСТИ ЗНАНИЙ
ПО ИНФОРМАТИКЕ
Преподавание Информационных Технологий в России - 2004
IT7. Компьютерная алгебра и символьные вычисления
IT7.1. (b, a) Понятие числа в символьных вычислениях
(целые, рациональные, алгебраические, p-адические).
IT7.2. (b, a) Алгоритмы операций над целыми числами
(НОД, проверка на простоту, генерация простых чисел, разложение на множители).
IT7.3. (a) Модулярные вычисления (кольца вычетов,
китайская теорема об остатках, конечные поля).
IT7.4. (a) Полиномиальные вычисления
…………………………………

Вопросы преподавания информатики для непрофильных специальностей классических университетов
P1. Основы программирования
P1.1. (i, b) Понятие алгоритма. Алгоритмические языки.
P1.2. (i, b) Элементы алгоритмического языка. Подпрограмма и функция, оператор "если", цикл "пока" и арифметический цикл.
P1.3. (i, b) Понятие переменной. Типы переменных: целые, вещественные, символьные, логические. Запись целых чисел в двоичном и шестнадцатеричном виде. Строки и их представление в виде массивов символов.
P1.4. (i, b) Простейшие алгоритмы: вычисление функций на последовательностях: сумма, минимум и максимум, вычисление значения многочлена (схема Горнера).
Преподавание Информационных Технологий в России - 2004
ТЕМЫ СОВОКУПНОСТИ ЗНАНИЙ
ПО ИНФОРМАТИКЕ

Вопросы преподавания информатики для непрофильных специальностей классических университетов
Курс рассчитан на четыре семестра и ориентирован для
последовательного решения следующих задач:
воспитание «квалифицированного пользователя», способного с максимальной эффективностью применять компьютерные технологии в профессиональной деятельности и в быту;
формирование фундаментальных принципов математического и программистского мышления, позволяющих на основе владения основными алгоритмами и одним из языков программирования решать практические задачи, возникающие в профессиональной деятельности;
подготовка специалистов, владеющих основными современными информационными технологиями и способными применять их в своей профессиональной деятельности.
Преподавание Информационных Технологий в России - 2004
ПЛАН БАЗОВОГО КУРСА «ИНФОРМАТИКА»

Вопросы преподавания информатики для непрофильных специальностей классических университетов
РАЗДЕЛЫ БАЗОВОГО КУРСА семестр
Офисные технологии 1
Программирование 1-3
Основы программирования 1-2
Объектно-ориентированное программирование 3
Форматы данных и языки разметки 3
Компьютерные сети 4
Управление информацией 4
Компьютерная графика 4
Преподавание Информационных Технологий в России - 2004

Вопросы преподавания информатики для непрофильных специальностей классических университетов
ЛИТЕРАТУРА
ПО МАТЕМАТИЧЕСКИМ ОСНОВАМ НФОРМАТИКИ,
ПО ПРОГРАММИРОВАНИЮ И ИНФОРМАЦИОННЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ
Базовая учебная литература по математическим основам информатики
Базовая учебная литература по программированию и информационным технологиям
Путеводитель по учебной и научной литературе по математическим основам информатики
Путеводитель по литературе по программированию и информационным технологиям
Преподавание Информационных Технологий в России - 2004