Часть: Часть, формируемая участниками образовательных отношений

Модуль: Современные направления информатики

Семестр: 9

Наименование компетенции ФГОС ВО

Индикаторы достижения компетенций

Способен осуществлять обучение учебному предмету на основе предметных методик и современных образовательных технологий (ПК-1.1) Знаний:
  • концептуальные положения и требования к организации образовательного процесса по учебному предмету, определяемые ФГОС и примерными программами
  • особенности проектирования образовательного процесса по учебному предмету в образовательной организации, подходы к планированию образовательной деятельности
  • содержание, формы, методы и средства обучения учебному предмету, современные образовательные технологии, методические закономерности их выбора
Умений:
  • проектировать элементы образовательной программы, рабочую программу по учебному предмету
  • планировать, моделировать и реализовывать различные организационные формы в процессе обучения учебному предмету (урок, экскурсию, домашнюю, внеклассную и внеурочную работу)
  • обосновывать выбор методов обучения учебному предмету и образовательных технологий, применять их в образовательной практике, исходя из особенностей содержания учебного материала, возраста и образовательных потребностей обучающихся
Навыков:
  • технологиями обучения учебному предмету на основе предметных методик и современных образовательных технологий
Способен использовать в профессиональной деятельности научные знания о предмете, ключевые понятия, методы и приемы предметной области (ПК-1.2) Знаний:
  • научную терминологию, ключевые понятия, методы и приемы предметной области, роль предмета в развитии интеллектуальных и творческих способностей личности
  • закономерности, принципы и уровни формирования и реализации содержания образования по учебному предмету
  • компоненты содержания обучения и принципы их отбора, программы и учебники по преподаваемому предмету
Умений:
  • осуществлять отбор содержания обучения по учебному предмету в соответствии с целями и возрастными и индивидуальными особенностями обучающихся
  • проектировать содержание обучения на основе на основе научных знаний, ключевых понятий, методов и приемов предметной области
  • разрабатывать и реализовывать проблемное обучение, осуществлять связь обучения по предмету (курсу, программе) с практикой, обсуждать с обучающимися актуальные события современности
Навыков:
  • отбора вариативного содержания с учетом взаимосвязи урочной и внеурочной форм обучения предметной области (учебному предмету) в соответствии с научным содержанием учебного предмета, теорией и практикой учебного предмета, методикой его преподавания
Способен осуществлять поиск, критический анализ и синтез информации, применять системный подход для решения поставленных задач (УК-1) Знаний:
  • принципы использования системного подхода
  • алгоритмы принятия решения (в том числе, методики постановки задачи, моделирования, выбора и принятия решения)
Умений:
  • находить, критически анализировать и выбирать информацию, необходимую для решения поставленной задачи
  • анализировать задачу, выделяя этапы ее решения, действия по решению задачи оценивать их преимущества и риски
  • грамотно, логично, аргументированно формировать собственные суждения и оценки
  • определять и оценивать практические последствия возможных решений задачи
Навыков:
  • навыками применения системного подхода для оценки современных научных достижений и принятия решений в социальной и профессиональной деятельности
Способен определять круг задач в рамках поставленной цели и выбирать оптимальные способы их решения, исходя из действующих правовых норм, имеющихся ресурсов и ограничений (УК-2) Знаний:
  • закономерности целеполагания и пути достижения поставленной цели
  • правовые нормы в сфере реализации проекта (деятельности, исследования)
Умений:
  • формулировать задачи, обеспечивающие достижение поставленной цели работы
  • прогнозировать ожидаемые результаты решения поставленных задач
  • решать конкретные задачи проекта (деятельности, исследования), выбирая оптимальный способ их решения, исходя из действующих правовых норм и имеющихся ресурсов и ограничений
  • качественно решать конкретные задачи проекта (исследования, деятельности) с учетом имеющихся ресурсов и ограничений
  • публично представлять результаты решения задач проекта (деятельности, исследования)
Навыков:
  • навыками принятия решений в различных сферах деятельности с учетом действующих правовых норм, имеющихся ресурсов и ограничений
  • навыками осуществления проектной деятельности
Способен осуществлять поиск, критический анализ и синтез информации, применять системный подход для решения поставленных задач (УК-1) Знаний:
Умений:
Навыков:
Способен определять круг задач в рамках поставленной цели и выбирать оптимальные способы их решения, исходя из действующих правовых норм, имеющихся ресурсов и ограничений (УК-2) Знаний:
Умений:
Навыков:
  • Зачет с оценкой (9 семестр)

Вид учебной работы Часов
(по видам работ)
Семестры
9
Контактная работа (всего) 34 34

Лекционные занятия

4 4

Лабораторные занятия

30 30

Самостоятельная работа

38 38
Всего, часов/зачетных единиц 72 / 2 72 / 2

Показаны записи 1-4 из 4.
Наименование раздела дисциплиныСодержание разделаВсего, час (без контроля и консультаций)ЛекЛабСР
Большие данные в современной информатике, математике и физикеПонятие больших данных и признаки задач, требующих масштабируемой обработки. Характеристики Big Data: объём, скорость поступления, разнообразие, достоверность и практическая ценность. Отличия больших данных от обычных табличных наборов. Источники данных: результаты физических экспериментов, измерительные и сенсорные системы, математическое моделирование, астрономические наблюдения, открытые научные данные, журналы информационных систем и цифровых образовательных платформ. Жизненный цикл больших данных: получение, хранение, подготовка, обработка, проверка, публикация и архивирование. Структурированные, полуструктурированные и потоковые данные. Форматы CSV, JSON, JSONL, Avro и Parquet. Сжатие, секционирование и колоночное хранение. Критерии выбора инструментов с учётом объёма данных, вычислительных ресурсов и ограничений задачи. Качество, происхождение, воспроизводимость и ответственное использование данных. Дидактический потенциал больших данных в профильном обучении информатике, математике и физике. Использование открытых научных наборов в проектной и исследовательской деятельности обучающихся. В разделе не рассматриваются углублённое обучение моделей машинного обучения и статистическая проверка научных гипотез; основное внимание уделяется организации и масштабируемой обработке данных. Лабораторная работа 1. Исследование и подготовка крупного научного или образовательного набора данных. Анализ структуры и объёма набора; определение единицы наблюдения и типов полей; выявление ошибок и пропусков; преобразование форматов; сохранение подготовленных данных в Parquet; сравнение объёма и скорости чтения разных форматов. Самостоятельная работа: подбор открытого набора данных из области математики, физики, информатики или образования; подготовка паспорта набора, описания источника, структуры, ограничений и возможного учебного применения.16268
Распределённое хранение и пакетная обработка больших данныхПринципы распределённого хранения и параллельной обработки. Масштабирование вычислений. Разделение данных на блоки и секции. Репликация и отказоустойчивость. Экосистема Apache Hadoop на обзорном уровне. Назначение HDFS. Архитектура NameNode и DataNode. Основные операции работы с распределённой файловой системой. Модель MapReduce: этапы Map, Shuffle, Sort и Reduce. Возможности и ограничения пакетной обработки MapReduce.Apache Spark как система распределённых вычислений. Драйвер, исполнители, задания, стадии и задачи. Отложенное выполнение операций. Трансформации и действия. DataFrame API. Чтение CSV, JSON и Parquet. Фильтрация, преобразование, группировка, агрегирование и соединение данных. Spark SQL. Секционирование и сохранение результатов. Сравнение локальной обработки средствами pandas и распределённой обработки средствами PySpark. Работа в подготовленной контейнерной или виртуальной среде без самостоятельного администрирования промышленного кластера. Лабораторная работа 2. Распределённая пакетная обработка научных данных средствами PySpark. Загрузка крупного набора экспериментальных, модельных или образовательных данных; выполнение фильтрации, преобразования, группировки и соединения; расчёт сводных показателей; сохранение результата в секционированном формате Parquet; анализ плана выполнения и сравнение вариантов организации вычислений. Самостоятельная работа: доработка PySpark-приложения; подготовка схемы выполнения задания; сравнение локального и распределённого подходов; обоснование условий, при которых применение Spark является целесообразным.18288
Потоковая обработка событий и данных измерительных системПонятие потока событий. Отличия пакетной, микропакетной и потоковой обработки. Источники потоковых данных: датчики физических установок, системы Интернета вещей, телеметрия, события веб-приложений, журналы учебных платформ и результаты автоматизированного эксперимента. Структура события: идентификатор, временная метка, источник, измерение, действие, объект и контекст. Основные компоненты потоковой архитектуры: производитель, брокер сообщений, тема, раздел, потребитель и хранилище результатов. Apache Kafka на обзорном уровне. Гарантии доставки, порядок событий и повторная обработка. Основы Spark Structured Streaming. Потоковые DataFrame. Оконные агрегаты. Время события и время обработки. Запаздывающие и повторяющиеся события. Контрольные точки. Расчёт оперативных показателей. Примеры: обработка показаний датчиков, мониторинг параметров физического эксперимента, анализ событий вычислительной модели, наблюдение за активностью пользователей цифровой системы. Ограничения интерпретации потоковых данных и требования к проверке качества измерений. Лабораторная работа 3. Обработка потока данных физического эксперимента или цифровой системы. Генерация либо воспроизведение потока событий; проверка структуры сообщений; фильтрация некорректных значений; расчёт оконных показателей; обработка запаздывающих событий; сохранение агрегированных результатов; подготовка краткого технического отчёта. Самостоятельная работа: проектирование событийной модели выбранной системы; описание источников, полей, временных окон, контрольных показателей и возможных ошибок; подготовка сценария демонстрации потоковой обработки в профильном обучении.180810
Проектирование воспроизводимого решения по обработке больших данныхСквозное проектирование решения: постановка задачи, анализ требований, выбор источников и форматов, организация хранения, выбор пакетного или потокового метода, реализация вычислений, контроль качества и публикация результатов. Архитектура проекта обработки больших данных. Разделение исходных, промежуточных и итоговых данных. Версионирование программного кода и конфигураций. Параметризация обработки. Журналирование и обработка ошибок. Повторный запуск и восстановление вычислений. Проверка воспроизводимости. Оценка использования вычислительных ресурсов. Документирование архитектуры и ограничений решения. Проектирование учебного кейса на основе больших данных для профильного класса, кружка или проектно-исследовательской деятельности. Связь с математическим моделированием, обработкой результатов физического эксперимента и современными направлениями информатики. Определение планируемых результатов, уровня сложности, программных средств и критериев оценивания. Подготовка к ОГЭ и ЕГЭ может рассматриваться как дополнительный контекст развития алгоритмического мышления и работы с данными, но не является основным содержанием раздела. Не включаются самостоятельная разработка методов машинного обучения, глубокий статистический анализ и промышленное администрирование распределённого кластера. Лабораторная работа 4. Итоговый проект «Распределённая обработка научных, образовательных или инженерных данных». Разработка воспроизводимого решения, включающего исходный набор или поток данных, подготовку и проверку качества, распределённую пакетную либо потоковую обработку, сохранение результатов, программные скрипты, конфигурацию запуска, техническую документацию и краткий учебно-методический сценарий применения проекта в преподавании информатики, математики или физики. Самостоятельная работа: завершение программной реализации; проверка повторного запуска; оформление репозитория проекта, архитектурной схемы, инструкции, технического отчёта, методического комментария и материалов защиты.200812

1) Нестеров, Сергей Александрович. Базы данных [Электронный ресурс] : учеб. и практикум для вузов / С. А. Нестеров. – Москва : Юрайт, 2024. – (Высшее образование). – Добавлено: 04.09.2025. – Проверено: 25.09.2026. – Режим доступа: ЭБС Юрайт по паролю. – ISBN 978-5-534-18107-4. - URL: https://urait.ru/bcode/536687.
2) Дадян, Эдуард Григорьевич. Данные: хранение и обработка [Электронный ресурс] : учебник / Э. Г. Дадян. – Москва : ИНФРА-М, 2026. – (Высшее образование). – Добавлено: 10.09.2026. – Проверено: 25.09.2026. – Режим доступа: ЭБС Znanium по паролю. – DOI 10.12737/textbook_5cf8c7f2b8cdb8.06963680. – ISBN 978-5-16-021135-0. - URL: https://znanium.ru/catalog/product/2214875.
3) Макшанов, Андрей Владимирович. Большие данные. Big Data [Электронный ресурс] : учебник / А. В. Макшанов, А. Е. Журавлев, Л. Н. Тындыкарь. – Санкт-Петербург ; Москва ; Краснодар : Лань, 2024. – Добавлено: 21.06.2024. – Проверено: 25.09.2026. – Режим доступа: ЭБС Лань по паролю. – ISBN 978-5-507-46866-9. - URL: https://e.lanbook.com/book/322664.
1) Григорьев, Анатолий Алексеевич. Методы и алгоритмы обработки данных [Электронный ресурс] : учеб. пособие / А. А. Григорьев, Е. А. Исаев. – Москва : ИНФРА-М, 2024. – (Высшее образование – Бакалавриат). – Добавлено: 27.05.2025. – Проверено: 25.09.2026. – Режим доступа: ЭБС Znanium по паролю. – DOI 10.12737/1032305. – ISBN 978-5-16-015581-4. - URL: https://znanium.ru/catalog/document?id=446072.
2) Волк, Владимир Константинович. Базы данных. Проектирование, программирование, управление и администрирование [Электронный ресурс] : учеб. для вузов / В. К. Волк. – Санкт-Петербург ; Москва ; Краснодар : Лань, 2025. – Добавлено: 11.09.2026. – Проверено: 25.09.2026. – Режим доступа: ЭБС Лань по паролю. – ISBN 978-5-8114-9368-5. - URL: https://e.lanbook.com/book/493991.

Показаны записи 1-3 из 3.
Учебная аудиторияМатериально-техническое обеспечение
Аудитория для проведения занятий лекционного типаСпециализированная мебель, системный блок, монитор, видеопроектор, акустические колонки, интерактивная доска, поворотно-передвижная аудиторская доска, наборы демонстрационного оборудования и учебно-наглядных пособий, обеспечивающие тематические иллюстрации
Аудитория для лабораторной работыСпециализированная мебель, системный блок, монитор, видеопроектор, акустические колонки, интерактивная доска, поворотно-передвижная аудиторская доска, наборы демонстрационного оборудования и учебно-наглядных пособий, обеспечивающие тематические иллюстрации
Помещение для самостоятельной работыСпециализированная мебель, системный блок, монитор, видеопроектор, акустические колонки, интерактивная доска, поворотно-передвижная аудиторская доска, наборы демонстрационного оборудования и учебно-наглядных пособий, обеспечивающие тематические иллюстрации
Microsoft, Лицензия на программное обеспечение Academic licenses
Статус Автор Дата
Подписано простой электронной подписью Симонян Анжелика Владимировна 2026-07-14 09:44:12