Рабочая программа

1. Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное Государственное автономное образовательное учреждение
высшего образования
«Российский государственный профессионально-педагогический университет»
Институт инженерно-педагогического образования
Колледж электроэнергетики и машиностроения
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
ЕН.02 КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
По специальности 15.02.07 Автоматизация технологических процессов и
производств (по отраслям)
Екатеринбург 2016

2. Рабочая программа учебной дисциплины ЕН.02 КОМПЬЮТЕРНОЕ
МОДЕЛИРОВАНИЕ разработана на основе Федерального государственного
образовательного стандарта среднего (полного) общего образования (утв.
Приказом Минобранауки России от 17.05.2012 № 413); Федерального
государственного образовательного стандарта по специальности среднего
профессионального образования 15.02.07 Автоматизация технологических
процессов и производств (по отраслям).
Организация-разработчик: Федеральное государственное автономное
образовательное учреждение высшего образования «Российский государственный
профессионально-педагогический университет»
Институт инженерно-педагогического образования. Колледж электроэнергетики и
машиностроения
Разработчик: Дмитриева Елена Владимировна, преподаватель высшей
категории колледжа электроэнергетики и машиностроения.
Одобрена на заседании предметно-цикловой комиссии дисциплин
автоматизации колледжа электроэнергетики и машиностроения Института ИПО
РГППУ. Протокол № __ от 30 сентября 2016г.
Председатель предметно- цикловой комиссии___________ О.Г.Куряков
Рекомендована к печати научно - методической комиссией Института
инженерно-педагогического образования. Протокол от __________ г. №___
Председатель научно- методической комиссии
Института ИПО А.О.Прокубовская
Зам. Директора научной библиотеки Е.Н.Билева
Директор института ИПО Е.В.Чубаркова
© ФГАОУ ВПО «Российский
государственный профессионально-
педагогический университет», 2016 г.
2

3. Содержание
Стр.
3

4. 1. ПАСПОРТ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
ЕН.02 КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
1.1. Область применения рабочей программы
Рабочая программа учебной дисциплины ЕН.02 КОМПЬЮТЕРНОЕ
МОДЕЛИРОВАНИЕ является частью основной профессиональной
образовательной программы в соответствии с ФГОС по специальности среднего
профессионального образования 15.02.07 Автоматизация технологических
процессов и производств (по отраслям)
1.2. Место учебной дисциплины в структуре основной
профессиональной образовательной программы:
Учебная дисциплина ЕН.02 КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
относится к математическому и общему естественнонаучному циклу
обязательной части основной профессиональной образовательной программы
Предшествующими дисциплинами являются «Математика»,
«Информатика», «Вычислительная техника»
1.3. Цели и задачи учебной дисциплины – требования к результатам
освоения учебной дисциплины:
В результате освоения дисциплины ЕН.02 КОМПЬЮТЕРНОЕ
МОДЕЛИРОВАНИЕ обучающийся должен уметь:
• строить и исследовать модели с помощью ЭВМ;
• контролировать и анализировать точность решения;
• работать с пакетами прикладных программ профессиональной
направленности.
В результате освоения дисциплины ЕН.02 КОМПЬЮТЕРНОЕ
МОДЕЛИРОВАНИЕ обучающийся должен знать:
• основные понятия и принципы моделирования
• варианты модельного описания систем;
• основные этапы разработки и исследования моделей на компьютере;
• численные методы решения прикладных задач;
4

5. • особенности применения системных программных продуктов.
В процессе освоения дисциплины ЕН.02 КОМПЬЮТЕРНОЕ
МОДЕЛИРОВАНИЕ у студентов формируются следующие компетенции:
Общие компетенции:
ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей
профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.
ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые
методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их
эффективность и качество.
ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и
нести за них ответственность.
ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для
эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и
личностного развития.
ОК 6. Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами,
руководством, потребителями.
ОК 7. Брать на себя ответственность за работу членов команды
(подчиненных), результат выполнения заданий.
ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного
развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение
квалификации.
Профессиональные компетенции:
ПК 4.1. Проводить анализ систем автоматического управления с учетом
специфики технологических процессов.
ПК 4.2. Выбирать приборы и средства автоматизации с учетом специфики
технологических процессов.
ПК 4.3. Составлять схемы специализированных узлов, блоков, устройств и
систем автоматического управления.
ПК 4.4. Рассчитывать параметры типовых схем и устройств.
ПК 4.5. Оценивать и обеспечивать эргономические характеристики схем и
систем автоматизации.
5

6. 1.4.Рекомендуемое количество часов на освоение рабочей программы
учебной дисциплины ЕН.02 КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ:
Максимальной учебной нагрузки обучающегося – 57 часов, в том числе:
обязательной аудиторной учебной нагрузки обучающегося – 38 часов;
самостоятельной работы обучающегося – 19 часов.
6

7. 2. СТРУКТУРА И ПРИМЕРНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
2.1. Объём учебной дисциплины и виды учебной работы.
Вид учебной работы Объём часов
1.Максимальная учебная нагрузка (всего) 57
1.1.Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего) 38
В том числе:
1.1.1. лекции 8
1.1.2. лабораторные работы -
1.1.3. практические занятия 30
1.1.4. контрольные работы -
1.2. Самостоятельная работа 19
1.2.1. контрольная работа -
1.2.2. индивидуальные домашние задания -
1.2.3. подготовка презентаций и сообщений -
Итоговая аттестация по учебной дисциплине Дифференцированный
зачёт
7

8. 2.2. Примерный тематический план учебной дисциплины и содержание учебной дисциплины
ЕН.02 КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
Наименование тем Содержание учебного материала, лабораторные работы и практические
занятия, самостоятельная работа
Объём
часов
Уровень
освоения
1 2 3 4
Раздел 1 Моделирование как метод познания 10
Тема 1.1.
Введение. Основные понятия и
принципы моделирования.
Цели, задачи дисциплины. Принципы использования
компьютерного моделирования в профессиональной деятельности.
Логическая структура дисциплины, ее место в системе подготовки
специалиста.
Основные представления о моделировании процессов и систем.
Системный подход в моделировании. Модели материальные и
модели информационные. Основные этапы разработки и
исследования моделей на компьютере.
Использование моделей в инженерной практике и прикладных
научных исследованиях. Инструментарий компьютерного
моделирования.
10 2
Лекции
Практическая работа
Самостоятельная работа
1. Работа с учебными текстами
2. Заполнение рабочей тетради
3. Составление описательных моделей
4. Составление алгоритмических моделей
5. Построение иерархической модели семьи
6. Построение графических информационных моделей
6
-
4

9. Раздел 2. Построение и исследование информационных моделей с
использованием систем объектно-ориентированного
программирования и электронных таблиц
32
1 2 3 4
Тема 2.1.
Основы объектно-ориентированного
визуального программирования.
Объекты: свойства, методы и события. Графический интерфейс и
событийные процедуры. Общие процедуры. Этапы разработки проектов
на языке Visual Basic.
8 2,3
Лекции
Практическая работа
1. Проект «Обычный калькулятор» на языке Visual Basic.
2. Проект «Перевод чисел в различные системы счисления» на языке Visual
Basic.
3. Проект «Инженерный калькулятор» на языке Visual Basic
Самостоятельная работа
1. Оформление отчетов по практическим работам.
2. Создание проекта «Строковый калькулятор».
2
4
2
Тема 2.2.
Построение и исследование
физических моделей
Построение информационной модели движения тела, брошенного
под углом к горизонту
6 3
Лекции
Практическая работа
1. Компьютерная модель движения тела, брошенного под углом к горизонту
на языке Visual Basic.
2. Компьютерная модель движения тела, брошенного под углом к горизонту
в электронных таблицах
Самостоятельная работа
1. Оформление отчетов по практическим работам.
2. Построение модели «Попадание в площадку тела, брошенного под углом
к горизонту» в электронных таблицах Microsoft Excel.
-
4
2
9

10. 1 2 3 4
Тема 2.3.
Приближенное решение уравнений
Приближенное решение уравнений 6 3
Лекции
Практическая работа
1. Проект «Приближенное решение уравнений» на языке Visual Basic.
2. Компьютерная модель «Решение уравнений» в электронных таблицах.
Самостоятельная работа
1. Оформление отчетов по практическим работам.
2. Создание компьютерной модели «Приближенное решение уравнений-2» с
использованием электронных таблиц Microsoft Excel, которая позволяет
найти корень уравнения x3
= Sin x (графически и с помощью метода
Подбор параметра)
-
4
2
Тема 2.4.
Модели логических устройств
Построение моделей логических элементов вычислительной
техники
6 3
Лекции
Практическая работа
1. Модели логических устройств компьютера на языке Visual Basic.
2. Модели логических устройств компьютера в электронных таблицах
Самостоятельная работа
1. Оформление отчетов по практическим работам.
2. В электронных таблицах получить таблицы истинности операций
логического сложения и логического отрицания.
-
4
2
Тема 2.5. Построение информационных моделей систем управления 6 3
10

11. Модели управления объектами Лекции
Практическая работа
1. Информационные модели систем управления.
2. Модели систем управления на языке Visual Basic
Самостоятельная работа
1. Оформление отчетов по практическим работам
2. Усовершенствование проекта «Модель разомкнутой системы
управления», созданного на уроке.
-
4
2
1 2 3 4
Раздел 3 Построение и исследование моделей с применением пакетов
прикладных программ профессиональной направленности.
15
Тема 3.1. Построение и исследование
моделей с применением пакета
Matlab.
Возможности инструментальной системы моделирования Matlab.
Составление структурно-функциональной блок-схемы с использованием
готовых библиотечных блоков. Принцип визуального моделирования.
Этапы моделирования систем в Matlab-Simulink. Анализ
результатов моделирования.
9 3.4
Лекции
Практическая работа
1. Моделирование в Matlab-Simulink логических элементов вычислительной
техники.
2. Моделирование в Matlab-Simulink.электрической цепи постоянного тока.
3. Моделирование в Matlab-Simulink механической системы.
4. Моделирование в пакете Matlab Control Sistem Toolbox.
Самостоятельная работа
1. Оформление отчетов по практическим работам.
2. Создание модели системы управления в Matlab-Simulink.
-
6
3
Тема 3.2. Построение моделей с
применением систем
автоматизированного
проектирования
Возможности САПР. Требования к выполнению электронных
моделей. Основные элементы интерфейса КОМПАС - 3D. Приемы
создания моделей
6 3,4
Лекции -
11

12. Практическая работа
1. Создание простых 2D и 3D моделей в программе КОМПАС-3D.
Самостоятельная работа
1. Оформление отчетов по практическим работам.
2. Реферат на тему: «Обзор отечественных и зарубежных САПР»
4
2
Всего по дисциплине 57часов, в том числе 19 часов на самостоятельную работу
12

13. 3. УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
3.1. Требования к минимальному материально-техническому обеспечению
Реализация учебной дисциплины требует наличия учебного кабинета «Основ
компьютерного моделирования».
Оборудование учебного кабинета:
1. Посадочные места по количеству студентов
2. Рабочее место преподавателя
3. Персональные компьютеры с лицензионным программным
обеспечением общего и профессионального назначения
4. Проектор, принтер
5. Комплект учебно-наглядных пособий «Компьютерное моделирование»
3.2. Информационное обеспечение обучения. Перечень рекомендуемых
учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополнительной литературы
Основные источники
1. Астафьева, Наталья Егоровна. Информатика и ИКТ для профессий и
специальностей технического и социально-экономического профилей [Текст] :
практикум : учебное пособие для среднего профессионального образования
[Гриф Федерального института развития образования] / Н. Е. Астафьева, С. А.
Гаврилова, М. С. Цветкова ; под ред. М. С. Цветковой. - 4-е изд., стер. - Москва :
Академия, 2014.
2. Аверин, Владимир Николаевич. Компьютерная инженерная графика
[Текст] : учебное пособие для среднего профессионального образования [Гриф
Федерального института развития образования] / В. Н. Аверин. - 6-е изд., стер. -
Москва : Академия, 2014. - 217, [1] с.
3. Моделирование систем [Текст] : учебное пособие для вузов по
направлению подготовки "Автоматизация технологических процессов и
производств" [Гриф УМО] / И. А. Елизаров [и др.]. - Старый Оскол : Тонкие
наукоемкие технологии, 2013. - 135 с.

14. 4. Советов, Борис Яковлевич. Моделирование систем [Текст] : учебник для
академического бакалавриата [Гриф УМО] / Б. Я. Советов, С. А. Яковлев ; С.-
Петерб. гос. электротех. ун-т "ЛЭТИ" им. В. И. Ульянова (Ленина). - 7-е изд. -
Москва : Юрайт, 2014. - 342, [1] с
5. Советов, Борис Яковлевич. Моделирование систем [Текст] : практикум :
учебное пособие для бакалавров : для направления "Информатика и
вычислительная техника", "Информационные системы" [Гриф Минобразования
РФ] / Б. Я. Советов, С. А. Яковлев ; С.-Петерб. гос. электротех. ун-т. - 4-е изд.,
перераб. и доп. - Москва : Юрайт, 2014. - 294, [1] с.
6. Большаков, Виктор Павлович. Инженерная и компьютерная графика
[Электронный ресурс] : учебное пособие [Гриф УМО] / В. П. Большаков, В. Т.
Тозик, А. В. Чагина. - Электрон. текстовые дан. - Санкт-Петербург : БХВ-
Петербург, 2013. - 286 с. : ил. - Режим доступа: http://ibooks.ru/reading.php?
productid=333715. - Загл. с титул. экрана. - Электрон. версия печ. публикации. -
ЭБС Айбукс.
7. Королев, Юрий Иванович. Инженерная и компьютерная графика
[Текст : Электронный ресурс] : учебное пособие для вузов [Гриф Минобрнауки
РФ] / Ю. И. Королёв, С. Ю. Устюжанина. - Санкт-Петербург [и др.] : Питер,
2014. - 427, [1] с. : ил. - (Учебное пособие) (Стандарт третьего поколения). -
Электрон. версия печ. публикации. - ЭБС Айбукс:
8. Королев, Александр Леонидович. Компьютерное моделирование
[Электронный ресурс] : лабораторный практикум для вузов / А. Л. Королев. - 2-е
изд. - Электрон. текстовые дан. - Москва : Бином. Лаборатория знаний, 2013. -
296 с. : ил., табл. - (Педагогическое образование). - Режим доступа:
http://e.lanbook.com/view/book/56904/. - Загл. с титул. экрана. - Электрон. версия
печ. публикации. - ЭБС Лань.
Дополнительные источники
1. Макарова, Наталья Владимировна. Информатика [Текст] : учебник для
бакалавров [Гриф УМО] / Н. В. Макарова, В. Б. Волков. - Санкт-Петербург [и
др.] : Питер, 2013. - 573 с.
14

15. 2. Большаков, В. Твердотельное моделирование деталей в САD-системах:
AutoCAD, КОМПАС-3D, SolidWorks, Inventor, Creo. 3D-модели и
конструкторская документация сборок [Текст : Электронный ресурс] : [учебное
пособие для вузов : Гриф УМО] / В. Большаков, А. Бочков, Ю. Лячек. - Санкт-
Петербург [и др.] : Питер, 2015. - 473, [3] с. : ил., табл. - (Учебный курс). -
Электрон. версия печ. публикации. - ЭБС Айбукс:
3. Колесов, Юрий Борисович. Моделирование систем. Практикум по
компьютерному моделированию [Текст] : учеб. пособие для вузов [Гриф УМО] /
Ю. Б. Колесов, Ю. Б. Сениченков. - Санкт-Петербург : BHV-Санкт-Петербург,
2007. - 338 с. : ил. + 1 электрон. опт. диск (CD-ROM).
4. Соколова, Татьяна Юрьевна. AutoCAD 2011 [Текст] : учеб. курс / Т. Ю.
Соколова. - Санкт-Петербург [и др.] : Питер, 2011. - 574 с. : ил. + 1 электрон.
опт. диск (CD-ROM).
5. Инженерная 3D-компьютерная графика [Текст] : учебное пособие для
бакалавров [Гриф Московского государственного технического университета
им. Н. Э. Баумана] / А. Л. Хейфец [и др.] ; под ред. А. Л. Хейфеца ; Юж.-Урал.
гос. ун-т. - 2-е изд., перераб. и доп. - Москва : Юрайт, 2013. - 464 с.
Интернет-ресурсы:
1. Каталог сайтов - Мир информатики http://jgk.ucoz.ru/dir/.
2. Образовательный математический сайт [Электронный ресурс]
URL:htpp;//www.exponenta.ru
3.Образовательный сайт имитационного моделирования [Электронный
ресурс] URL:htpp://www.matlab.ru
4.Визуализированные формальные модели htpp://www.college.ru
15

16. 4. КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Контроль и оценка результатов осуществляется преподавателем в процессе проведения лабораторных работ,
тестирования, а также выполнения обучающимися индивидуальных заданий, проектов, исследований.
Раздел учебной
дисциплины
Результаты
(освоенные умения, знания)
Основные показатели результатов Формы и методы
контроля
Раздел 1.
Моделирование как
метод познания
В результате освоения раздела
обучающийся должен
уметь:
 создавать информационные
модели объектов и процессов
из различных предметных
областей.
знать:
 о моделировании процессов
и систем; классификацию
моделей; основные этапы
разработки и исследования
моделей на компьютере;
использование моделей в
инженерной практике и
прикладных научных
исследованиях;
инструментарий
компьютерного
моделирования.
Излагает основные термины по темам: Основные
понятия моделирования. Роль моделирования в
науке и технике. Особенности компьютерного
моделирования. Классификация моделей. Этапы
создания моделей на компьютере.
Описывает общую схему построения модели;
Объясняет рисунки и схемы, представленные в
учебнике;
Выполняет анализ объекта моделирования;
Самостоятельно составляет описательную модель;
Самостоятельно составляет формальную модель;
Иллюстрирует ответ простейшими схемами и
рисунками;
Схематически изображает классификацию моделей.
Опрос,
тестирование,
наблюдение,
письменные
домашние задания
Раздел 2.
Построение и
исследование
информационных
моделей с
использованием систем
В результате освоения раздела
обучающийся должен
уметь:
 на основе информационных
моделей разрабатывать
компьютерные модели с
Излагает основные термины по темам:
Графический интерфейс системы
программирования Visual Basic. Возможности
электронных таблиц. Этапы разработки проектов
на языке Visual Basic.Функции в языке
программирования Visual Basic. Математические
Опрос,
наблюдение,
оформление отчетов
по практическим
работам и защита.

17. объектно-
ориентированного
программирования и
электронных таблиц
использованием объектно-
ориентированного
программирования Visual
Basic , а также электронных
таблиц Microsoft Excel;
 проводить компьютерный
эксперимент (исследование
компьютерных моделей) и
анализировать полученные
результаты.
знать:
 этапы разработки проектов;
 графический интерфейс и
событийные процедуры,
общие процедуры;
 визуальное конструирование
графического интерфейса;
 форма и управляющие
элементы.
функции в Visual Basic.
Создает графический интерфейс проекта;
Задает значения свойствам объектов графического
интерфейса
Создает и редактирует программный код;
Сохраняет проект;
Проводит компьютерный эксперимент;
Проводит анализ результатов и корректировку
модели;
Строит графики и диаграммы в электронных
таблицах;
Использует метод «Подбор параметра».
Раздел 3.
Построение и
исследование моделей с
применением пакетов
прикладных программ
профессиональной
направленности.
В результате освоения раздела
обучающийся должен
уметь:
 составлять структурно-
функциональные блок-схемы
с использованием готовых
библиотечных блоков;
• создавать 2D и 3D модели с
помощью CAD систем;
• анализировать результаты
моделирования систем.
знать:
 возможности
инструментальной системы
моделирования Matlab
Simulink;
 порядок составления
Излагает основные термины по темам: Пакеты
прикладных программ профессиональной
направленности, используемые в моделировании.
Ориентируется в библиотеке готовых блоков Malab
Simulink, используемых для построения моделей;
Поясняет назначение используемых блоков;
Поясняет работу созданной модели;
Использует различные инструменты для создания
2D и 3D модели с помощью CAD систем;
Использует рациональный способ построения
моделей.
Опрос,
наблюдение,
защита рефератов,
оформление отчетов
по практическим
работам и защита.
17

18. структурно-функциональной
блок-схемы с использованием
готовых библиотечных
блоков;
 этапы выполнения
моделирования системы в
Matlab-Simulink;
 возможности программ 2D и
3D моделирования;
 способы создания моделей
 современные и зарубежные
системы трехмерного
моделирования.
18

19. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
ЕН.02 КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
По специальности 15.02.07 Автоматизация технологических процессов и
производств (по отраслям)
19