УТВЕРЖДАЮ Директор ИПР ___________ А.Ю. Дмитриев

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Национальный исследовательский Томский политехнический университет»
УТВЕРЖДАЮ
Директор ИПР
___________ А.Ю. Дмитриев
«___» ____________2011 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
СПЕЦИАЛЬНОСТЬ ООП 130102 Технология геологической разведки
СПЕЦИАЛИЗАЦИИ 1. Геофизические методы поисков и разведки
месторождений полезных ископаемых; 2. Геофизические методы
исследования скважин; 3. Технология и техника разведки
месторождений полезных
КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ): специалист
БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА 2011 г.
КУРС 3; СЕМЕСТР 6;
КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ: 4
ПРЕРЕКВИЗИТЫ: «Английский язык», «Профессиональный английский язык»,
«Математика», «Физика», «Информатика», «Спецглавы математики».
«Инженерная графика», «Математическое моделирование»
КОРЕКВИЗИТЫ: «Прикладная гидродинамика», «Прикладная теплофизика»,
«Электроразведка», «Гравиразведка», «магниторазведка», «Интерпретация
гравитационных и магнитных аномалий», «Радиометрия и ядерная
геофизика», «Интерпретация данных геофизических исследований скважин».
«Комплексная интерпретация геофизических данных», «Электроразведка»,
«Геолого-геофизическое моделирование разрабатываемых залежей»
ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:
ЛЕКЦИИ
21 часов (ауд.)
ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ
АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА
ИТОГО
21
42
42
84
часов (ауд.)
часа
часа
часа
ФОРМА ОБУЧЕНИЯ
очная
ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ: ЭКЗАМЕН В 6 СЕМЕСТРЕ
ОБЕСПЕЧИВАЮЩАЯ КАФЕДРА: «Геофизики»
ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ:
д.г.-м.н., профессор Л.Я. Ерофеев
РУКОВОДИТЕЛЬ ООП:
к.г.-м.н., доцент Г.Г. Номоконова
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ:
к.г.-м.н., доцент А.Н. Орехов
2011г.
1. Цели освоения дисциплины
В результате освоения данной дисциплины студент приобретает
знания, умения и навыки, обеспечивающие достижение целей Ц2, Ц4 и Ц5
основной образовательной программы «Технология геологической
разведки».
Дисциплина нацелена на подготовку студентов к:
междисциплинарной
экспериментально-исследовательской
деятельности для решения задач, связанных с разработкой инновационных
технологий в геологоразведочной сфере;
- умению обосновывать и отстаивать собственные заключения и
выводы
в
аудиториях
разной
степени
междисциплинарной
профессиональной подготовленности;
самообучению
и
непрерывному
профессиональному
самосовершенствованию в условиях конкурентной среды, модернизации
производства и глобализации экономики.
2. Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина «Физика Земли» относится к базовым дисциплинам
математического и естественнонаучного цикла (С2.Б6). Она непосредственно
связана с дисциплинами математического и естественнонаучного цикла
(физика, химия, математика) и профессионального цикла (геология) и
опирается на освоенные при изучении данных дисциплин знания и умения.
Кореквизитами для дисциплины «Физика Земли» являются дисциплины
гуманитарного, социального и экономического цикла, а также
математического и естественнонаучного цикла.
3. Результаты освоения дисциплины
После изучения дисциплины «Физика Земли» студенты приобретают
знания, умения и опыт, соответствующие результатам основной
образовательной программы «Технология геологической разведки. Студент
должен быть готов:
применять
математические,
естественнонаучные,
социальноэкономические и инженерные знания в профессиональной деятельности (Р1);
самостоятельно учиться и непрерывно повышать квалификацию в
течение всего периода профессиональной деятельности (Р3);
эффективно работать индивидуально, в качестве члена команды по
междисциплинарной тематике, а также руководить командой для решения
профессиональных инновационных задач в соответствии с требованиями
корпоративной культуры предприятия и толерантности (Р10).
Код
З4.25
Результаты обучения
Студент должен знать:
универсальные программы подготовки, обработки и представления
информации;
З4.25
З4.25
З4.26
З4.26
З4.26
У4.25
У4.26
В4.25
В4.26
технологии ввода и вывода информации;
современные технические средства вычислительной техники
операционные системы, используемые в отрасли;
базовые алгоритмы, форматы передачи цифровых данных в
геологоразведке;
инженерные системы численно-аналитических преобразований
Студент должен уметь:
использовать
современные
компьютерные
технологии
в
профессиональной деятельности;
работать с пакетами MAPLE, MATLAB, MATCAD, МАТЕМАТИКА;
Студент должен владеть:
навыками анализа качества используемой информации в
геологической разведке;
навыками решения с помощью компьютерных технологий задач
профессиональной сферы;
4. Структура и содержание дисциплины
4.1.
№
1
2
3
4
Структура дисциплины по разделам, формам организации и
контроля обучения
Название раздела
Аудиторная работа
(час)
Лек Практ./
Лаб.
ции семинар
зан.
Введение. Понятие 2
2
информации.
Пространственно
распределённая
информация.
Свойства,
особенности,
методы
манипулирования
пространственным
и данными.
Базы данных и их
2
4
применение
в
геофизике.
Общесистемное и
3
2
общеинженерное
программное
обеспечение и его
использование в
геофизике.
Программы
3
4
математического
моделирования
MAPLE,
MATLAB,
MATCAD,
СРС
(час)
Итого
Формы текущего
контроля и
аттестации
2
6
Отчеты по
лабораторным
работам
2
8
3
8
Отчеты по
лабораторным
работам
Отчеты по
лабораторным
работам
8
15
Отчеты по
лабораторным
работам
5
6
7
8
МАТЕМАТИКА
Компьютерная
графика и её
применение в
геофизике.
ГИС и их
применение в
геофизике.
Прикладное
программное
обеспечение,
используемое в
геофизике.
Промежуточная
аттестация
Итого
3
4
3
10
Отчеты по
лабораторным
работам
4
3
4
11
4
2
20
26
Отчеты по
лабораторным
работам
Отчеты по
лабораторным
работам, Реферат
Экзамен
21
21
42
84
При сдаче отчетов и письменных работ проводится устное собеседование.
4.2.
Содержание разделов дисциплины
Раздел 1. Введение. Понятие информации. Пространственно
распределённая
информация.
Свойства,
особенности,
методы
манипулирования пространственными данными.
Лекция. Информатизация общества. Понятие о геоинформатике и ее
связи с другими науками. Геоматика. Понятие базы единичного наблюдения.
Информация и её количественные оценки. Понятие пространственно
привязанной информации. Особенности её получения, обработки и хранения.
форматы передачи цифровых данных в геологоразведке; универсальные
программы подготовки, обработки и представления информации;
Лабораторная работа 1. Подготовка текста отчёта в соответствии
с ГОСТ 53579–2009 «Отчёт о геологическом изучении недр»
Раздел 2. Базы данных и их применение в геофизике.
Лекция. Структуры баз данных. Особенности баз данных, содержащих
пространственно-привязанную информацию. СУБД.
Лабораторная работа 2. Создание учебных баз данных в СУБД
ACCESS.
Раздел 3. Общесистемное и общеинженерное программное
обеспечение и его использование в геофизике.
Лекция. Современные технические средства вычислительной техники;
операционные системы, используемые в отрасли; базовые алгоритмы,
форматы передачи цифровых данных в геологоразведке; общеинженерное
программное обеспечение, используемое в геологоразведке.
Лабораторная работа 3. Инженерные расчеты с использованием
электронных таблиц.
Раздел 4. Программы математического моделирования MAPLE,
MATLAB, MATCAD, МАТЕМАТИКА
Лекция. Структура. функциональные особенности и особенности
работы в программах математического моделирование MAPLE, MATLAB,
MATCAD, МАТЕМАТИКА
Лабораторная работа 4. Выполнение математических расчетов в
программа МАТЕМАТИКА.
Раздел 5. Компьютерная графика и её применение в геофизике.
Лекция. Понятие компьютерной графики. Растровая и векторная
графика. Программное обеспечение, предназначенное для работы с
растровой и векторной графикой. Области применения компьютерной
графики в геологоразведочном процессе
Лабораторная работа 5. Работа с векторным графическим
редактором (CorelDraw).
Раздел 6. ГИС и их применение в геофизике.
Лекция. Что такое ГИС. Назначение ГИС. История развития ГИС.
Задачи, стоящие перед ГИС. Примеры практического применения ГИС.
Информационные системы, созданные на основе ГИС. Перспективы развития
ГИС. Виды ГИС. Векторные ГИС. Растровые ГИС. Структура, составные
части ГИС. Понятие расширения (extension). Скрипты. Аппаратное
обеспечение ГИС.
Лабораторная работа 6. Изучение интерфейса и возможностей ГИС
ArcGis.
Раздел 7. Прикладное программное обеспечение, используемое в
геофизике.
Лекция. Обзор основных типов и видов программного обеспечения,
используемого при геологоразведочных работах. Типовая структура пакета
прикладных программ.
Лабораторная работа 7. Визуализация физических полей в программе
Surfer.
4.3.
Распределение компетенций по разделам дисциплины
Распределение по разделам дисциплины планируемых результатов
обучения по основной образовательной программе, формируемых в рамках
данной дисциплины и указанных в пункте 3.
№
Формируемые
компетенции
З.1
З.2
З.3
З.4
З.5
З.6
У.1
У.2
В.1
В.2
1
х
х
х
2
х
х
х
х
х
Разделы дисциплины
3
4
5
х
х
х
х
х
х
х
6
х
х
х
7
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
5. Образовательные технологии
При освоении дисциплины используются следующие сочетания видов
учебной работы с методами и формами активизации познавательной
деятельности студентов для достижения запланированных результатов
обучения и формирования компетенций.
Методы и формы
активизации
деятельности
Дискуссия
IT-методы
Командная работа
Разбор кейсов
Опережающая СРС
Индивидуальное
обучение
Проблемное обучение
Обучение на основе
опыта
ЛК
х
х
Виды учебной деятельности
Семинар
ЛБ
СРС
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
Для достижения поставленных целей преподавания дисциплины
реализуются следующие средства, способы и организационные мероприятия:
 изучение теоретического материала дисциплины на лекциях с
использованием компьютерных технологий;
 самостоятельное изучение теоретического материала дисциплины с
использованием Internet-ресурсов, информационных баз, методических
разработок, специальной учебной и научной литературы;
 закрепление теоретического материала при проведении лабораторных
работ с использованием учебного и научного программного обеспечения,
выполнения проблемно-ориентированных, поисковых, творческих заданий.
6. Организация и учебно-методическое обеспечение самостоятельной
работы студентов (CРC)
6.1 Текущая и опережающая СРС, направленная на углубление и
закрепление знаний, а также развитие практических умений заключается в:
 работе студентов с лекционным материалом, поиск и анализ литературы и
электронных источников информации по заданной проблеме и выбранной
теме самостоятельной работе;
 научных публикаций по определенной теме исследований,
 анализе статистических и фактических материалов по заданной теме,
 выполнении расчетно-аналитических работ,
 исследовательской работе и участии в научных студенческих
конференциях, семинарах и олимпиадах.
6.1.1. Темы, выносимые на самостоятельную проработку:
– Сопоставление технологических особенностей проведения
инженерных расчётов в программах математического моделирования
– Анализ особенностей пакетов прикладных программ различных
производителей по данным открытых Internet – ресурсов.
6.2 Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа
(ТСР) направлена на
развитие интеллектуальных умений, комплекса
универсальных (общекультурных) и профессиональных компетенций,
повышение творческого потенциала студентов и заключается в:
 поиске, анализе, структурировании и презентации информации, анализе
научных публикаций по определенной теме исследований,
 анализе статистических и фактических материалов по заданной теме,
проведении расчетов, составлении схем и моделей на основе статистических
материалов,
 выполнении расчетно-графических работ,
 исследовательской работе и участии в научных студенческих
конференциях, семинарах и олимпиадах,
6.2.1. Примерный перечень научных проблем и направлений научных
исследований:
1. Анализ
результатов
использования
различных
алгоритмов
регуляризации сети, реализованных в программе «Surfer».
2. Создание ГИС-проекта в среде ArcGis.
3. Векторизация ретроматериалов.
4. Создание базы геоданных для хранения результатов полевых
геофизических работ.
5. Сравнительный анализ различных пакетов прикладных программ.
7. Средства текущей и итоговой оценки качества освоения дисциплины
(фонд оценочных средств)
Оценка успеваемости студентов осуществляется по результатам:
* самостоятельного (под контролем учебного мастера) выполнения
лабораторной работы,
* взаимного рецензирования студентами работ друг друга,
* анализа подготовленных студентами рефератов,
* устного опроса при сдаче выполненных индивидуальных заданий,
защите отчетов по лабораторным работам и во время экзамена (для
выявления знания и понимания теоретического материала дисциплины).
7.1. Требования к содержанию экзаменационных вопросов
Экзаменационные билеты включают три типа заданий:
1. Теоретический вопрос.
2. Проблемный вопрос или расчетная задача.
3. Творческое проблемно-ориентированное задание.
7.2. Примеры экзаменационных вопросов
1. Дайте характеристику векторной и растровой графики.
2. Смоделируйте в программе МАТЕМАТИКА поле силы тяжести от
сферы. Находящейся на глубине 1 км. Радиус сферы – 300 метров. Дефект
плотности – 300 кг/м3.
3. Каким образом и с использованием какого программного
обеспечения можно оценить тесноту взаимосвязи нескольких физических
полей.
8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
Основная литература
1.
ДеМерс М.Н. Географические информационные системы.
Основы. Пер. с англ. - М.: Дата+, 1999. - 490с.
2.
Заварзин А.В., Капралов Е.Г., Тикунов В.С. Сборник задач и
упражнений по геоинформатике. – М.: Академия, 2009. – 512 с
3.
Капралов Е.Г., Кошкарев А.В., Тикунов В.С. Геоинформатика в
2-х кн. Кн.1, – М.: Академия, 2008. 384 с.
4.
Кузнецов О.Л, Никитин А.А. Геоинформатика. – М.: Недра, 1992.
– 357 с.
5.
Национальный Стандарт Российской Федерации Гост Р 53579–
2009 (ОТЧЕТ О ГЕОЛОГИЧЕСКОМ ИЗУЧЕНИИ НЕДР)
Вспомогательная литература
1.
Ананьев Ю.С. Геоинформационные системы. Учебное пособие. –
Томск, ТПУ, 2003. – 70 с.
2.
Берлянт А.М. Геоинформационное картографирование. – М.:
1997. -64 с.
3.
Берлянт А.М. Картография. Толкование основных терминов – М.:
ГИС-Ассоциация, 1998. С. 91–104.
4.
Зейлер М. Моделирование нашего мира (руководство ESRI по
проектированию базы геоданных). –М.: МГУ, 2001. – 255 с.
5.
Картография с основами топографии: Учеб. пособие для
студентов педагогических институтов по специальности “География”.
Под ред. Г.Ю.Грюнберга. – М.: Просвещение, 1991. – 368 с.
6.
Коновалова Н.В., Капралов Е.Г. Введение в ГИС. Учебное
пособие. Изд-е 2-е исправленное и дополненное. – М.: ООО “Библион”,
1997. 160 с.
7.
Королев Ю.К. Общая геоинформатика. – М.: СП ”Дата+”, 1998.
118 с.
8.
Кошкарев А.В. Геоинформатика. Толкование основных терминов
– М.: ГИС-Ассоциация, 1998. С.81–90.
9.
Кошкарев А.В., Тикунов В.С. Геоинформатика. Справочное
пособие. М.: 1997. 213 с.
10. Марков Н.Г. Базы данных. Учеб. пособие. - Томск: Изд. ТПУ,
2001. – 108 с.
11. Свентэк Ю.В. Теоретические и прикладные аспекты современной
картографии. – М.: Эдиториал УРСС, 1997. -80 с.
12. Хомоненко А.Д., Цыганков В.М., Мальцев М.Г. Базы данных.
СПб.: КОРОНА принт, 2002.-672с.
13. Цветков В.Я. Геоинформационные системы и технологии. Серия
“Диалог с компьютером”. – М.:Финансы и статистика, 1998. -286 с.
14. Шайтура С.В. Геоинформационные системы и методы их
создания. – Калуга: Изд-во Н. Бочкаревой, 1997. 253 с.
15. ArcGis 9. Руководство пользователя.
16. ArcView GIS: Руководство пользователя. – М.: МГУ, 1998. – 365
с.
Интернет-ресурсы:
1.
Сайт ГИС-Ассоциации, http://gisa.ru/
2.
Электронная библиотека ГАГУ, http://e-lib.gasu.ru/
3. Геоинформационные системы, http://www.dataplus.ru/
4.
Академия САПР и ГИС, http://www.cadacademy.ru/
5.
Нижегородские Географические Информационные Системы и
технологии, http://www.gis.nnov.ru/
6.
Информационный сервер объединённого научного совета по
проблемам геоинформатики, http://www.scgis.ru/
7.
Геоинформационные системы, http://www.gisok.spb.ru/
8.
Санкт-Петербургский Университет, факультет географии и
геоэкологии, http://www.geospb.ru/index.html
9.
Сайт компании “Навгеоком”, http://www.agp.ru/
10. Англо-русский толковый словарь по геоинформатике В.Ю.
Андрианов http://dataplus.ru/Dict
11. Сервер GISCafe http://www10.giscafe.com
9. Материально-техническое обеспечение модуля (дисциплины)
Для материально-технического обеспечения дисциплины, необходим
компьютерный класс с 15 компьютерами.
Программное обеспечение, которое должно быть установлено на
каждом компьютере: Windows (Vista или 7), Microsoft Office, Corel Draw,
Mathcad, Matlab, Matematica, Maple, Surfer 9 или 10, ArcGis 9, Easy Trace,
Coscad3D.
Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с требованиями
ФГОС-2011 по специальности «Технология геологической разведки».
Автор: Орехов А.Н.
Программа одобрена на заседании кафедры геофизики
(протокол № 334 от «_26_» октября 2011 г.).