Эффективные методики изучения основных понятий информатики

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

Введение

1. Теоретическая часть

1.1 Обучение на пропедевтическом этапе

1.2 Обучение на базовом этапе

2. Практическая (экспериментальная) часть

2.1 Разработка урока №1

2.2 Разработка урока №2

2.3 Разработка урока №3

2.4 Разработка урока №4

2.5 Тест (проверка знаний по теме)

2.6 Методика применения программного продукта

2.7 Описание форм программного продукта

Заключение

Список использованной литературы

Приложение А. Презентация темы

Приложение Б. Дидактический материал

Приложение В. Код программы

Введение

Преподавание информатики начинается в рамках базового курса с седьмого класса. Для учеников 12-13 лет информатика является способом познания не только информационных процессов, протекающих как в природе, обществе, технике, но и возможностью развить свои интеллектуальные способности с помощью информационных технологий. Работа за компьютером развивает у детей абстрактно - логическое мышление и память.

Информатика в седьмом классе преподается в гимназии в соответствии с федеральным государственным образовательным стандартом, утвержденным министерством образования Российской Федерации. На основе ФГОС в МБОУ «Гимназия №2» созданы учебные программы с календарно-тематическим планом, разработанные учителем информатики.

Сущность методики обучения информатике в седьмом классе заключается в интенсивном расчете времени на весь урок и обязательно два раза в неделю. За весь урок детям нужно успеть выдать теоретический материал и по возможности дать задание на компьютере, чтобы учащиеся могли свои знания применить на практике и развивать свой интеллект.

В раздел: «Информация и информационные процессы» входят такие темы: «Информация и знания», «Восприятие информации и языки», «Информационные процессы», «Объект» и «Система». В них подробно, доступно и четко описывается теоретический материал для объяснения ученикам, выделены самые главные термины, те которые учащимся необходимо знать, а также предоставляются практические задания для усвоения новой темы и развития творческого мышления учащихся. Для более удобного предоставления данной темы учащимся, требуется необходимое оснащение оборудования, чтобы можно было тему представить в виде презентаций. Благодаря, этому оборудованию ученикам будет легче и интереснее усваивать новый теоретический материал, а преподавателю будет легче работать.

Тема «Информация и информационные процессы» занимает достойное место в системе школьных уроков базового курса информатики, так как является ключевой к пониманию сущности информационных процессов.

Несмотря на то, что с понятием информации мы сталкиваемся ежедневно, и она наряду с веществом и энергией является одним из основных понятий науки, строгого и общепризнанного ее определения до сих пор не существует, поэтому вместо определения обычно используют понятие об информации. Термин «информация» происходит от латинского слова «informatio» - сведения, разъяснения, изложение.

Объектом исследования выступает учебный процесс на уроках информатики.

Предмет исследования - возможности и условия повышения эффективности изучения основных понятий информатики, таких как информация и информационные процессы.

Цель работы - изучение эффективных методик изучения основных понятий информатики: информация, информационные процессы в базовом курсе информатики.

Задачи исследования:

1. Раскрыть основные понятия темы исследования, такие как информация, информационные процессы, информационное общество.

2. Провести анализ современной педагогической литературы по методике изучения темы «Информация и информационные процессы» в курсе информатики основной школы и определить условия и этапы формирования у учащихся основных понятий данной содержательной линии.

3. Описать эффективную методику изучения содержательной линии «Информация и информационные процессы» на уроках информатики.

Для эффективного разрешения поставленных задач данной работы нами была использована следующая совокупность методов научно-педагогического исследования:

анализируется существующие методики обучения по данной теме;

создается учебная документация с разработкой конспектов 4 уроков;

разрабатывается компьютерная программа для поверки знаний по данной теме;

создается компьютерная поддержка уроков в виде презентации.

Предлагаемая методика планируется использоваться в основной общеобразовательной школе на уроках информатики.

Проблемой исследования является разработка темы выпускной квалификационной работы «Методика изучения линии «Информация и информационные процессы» в школьном курсе информатики».

1. Теоретическая часть

Выбранная тема выпускной квалификационной работы: «Методика изучения линии «Информация и информационные процессы» в школьном курсе информатики» является актуальной для обучения информатике в школе. Содержание учебного материала разрабатывается на основе учебно-научной литературы, как рекомендованный, так и допущенный к обучению в обучении.

1.1 Обучение на пропедевтическом этапе

Понятие информация является одним из ключевых понятий и его изучение направлено на мировоззренческий аспект, который связан с представлением об информационном подходе, анализ окружающего мира, как взгляды на предмет, явление или процессы с позиции сбора, накопления хранения информации. Объяснение понятия «информация» и «виды информации» опираются на жизненный опыт учащихся и знания, полученные при изучения предмета, на окружающий мир.

Дети знают, что глаза видят (зрение), уши слышат (слух), нос чувствует запах (обоняние), язык ощущает вкус, осязание.

Первично формируется представление о восприятии человеком зрительной и звуковой информации. В ходе коллективной беседы обсуждаются вопросы: как мы узнаем, что на столе лежит книга? Звуки мы видим или слышим? Какие звуки можно услышать на улице? В лесу?... При этом отмечается, что живые организмы и технические устройства могут издавать разные звуки, а воспроизводить звуки могут только люди, живые и др. организмы.

Введение понятия «виды информации» проводятся по схеме: способ получения информации (орган чувств - вид информации). Школьникам сначала предлагается привести примеры, как и какими органами чувств, живые организмы воспроизводят информацию, а затем познакомится с различными визами информации в зависимости от органов воспроизведения.

Информация: звуковая, зрительная, вкусовая, тактильная, обонятельная.

Для закрепления полезно провести игру-аукцион «Виды информации» называется или показывается название на карточке: какой-то один вид информации, детям предлагается привести примеры данного вида информации. Побеждает тот, кто больше назовет. Затем необходимо обсудить вопросы: какую информацию необходимо обсудить вопросы: какую информацию можно получить, не прикасаясь к предмету? Зачем природа одарила человека разными органами чувств?

Можно рассматривать примеры, когда для точного предмета человек использует несколько органов чувств. Необходимо подчеркнуть, что воспринимаемая человеком с помощью органов чувств информация обрабатывается мозгом, который управляет действиями человека.

При введении понятия «источник информации» учащимся объясняется, что человек, природа, животные, растения, а также технические устройства могут выступать в качестве источников информации. Обращается внимание на то, что понятие информации следует рассматривать с учетом смысла её содержания. Рекомендуется рассматривать ряд:

Источник информации> информация (сообщение)> смысл сообщения

Далее следует обсудить вопрос: каким образом люди могут передавать информацию друг другу. Вводится понятие общения, как процесс обмена информацией между людьми. Напоминаются знакомые детям способы передачи информации: устная и письменная информация, и говорится о том, что для выражения своих эмоций люди часто используют мимику и жесты. Можно предложить учащимся продемонстрировать передачу информации жестами, обратить внимание на то, что всех, кто принимает информацию, называют приемниками информации. Нужно объяснить, когда люди обмениваются информацией, они попеременно являются либо источником, либо приёмником. Следует подчеркнуть, что человек способен запомнить информацию. Именно поэтому он может решать задачу, читать, писать, т.е. обучаться и выполнять различную работу. И в качестве д/з можно предложить с помощью рисунков отразить информацию о том, чем они любят заниматься в свободное время (метод. приём образные картины). При объяснении понятий «носитель информации» следует сначала коллективно рассматривать созданные учащимися рисунки и затем обсудить вопрос: «всегда ли человек запоминает и хранит в своей памяти всё то, что он видит и слышит?» Далее дается определение носителя информации. Применяя демонстрационный материал, учитель предъявляет детям изображение различных носителей информации (учебник Босовой Л.Л. ЦОР). Важно отметить, что современные магнитные носители информации отличаются от бумажных тем, что человек непосредственно не может прочесть записанную на них информацию. Это можно сделать только с помощью соответствующих технических средств.

Ознакомление детей с понятием «сбор информации» можно провести в форме виртуальной экскурсии. Учащимся предлагается дать устные характеристики объектов экскурсии. И одновременно вводится понятие наблюдение, как направленный сбор информации с помощью органов чувств. Но информацию можно собирать также с помощью измерений. Какие специальные приспособления и приборы использует человек для сбора информации о предметах, явлениях и процессах? Какими приспособлениями и инструментами дети умеют пользоваться. Можно предложить учащимся просмотреть небольшой фрагмент текста и отображать описанные в нем явления природы. Далее делается вывод о том, что информация состоит из процессов поиска и отбора.

Обращаясь к понятию носителя информации, учитель поясняет, что при необходимости сохранить информацию для себя и передать её другим, нужно представить информацию на каком-либо носителе. Далее следует понятие, как можно представить информацию. Далее творческое занятие: например, представить на листе бумаги информацию о том, что на столе лежат 2 карандаша.

Далее следует обсудить результаты деятельности и формы представления информации и объяснить, что в зависимости от формы представления информации. Важно обратить внимание на возможность преобразования информации из одной формы представления в другую с сохранением прежнего смысла, познакомить с первозначными сведениями о кодировании информации. Объяснение учителя должно на межпредметные связи. Вопрос о расшифровке можно рассматривать на решении занимательных задач. Можно организовать групповую работу учащихся, объединив детей в команды по 3 человека. Предложить закодировать несколько имен сказочных героев в течение 5-7 минут, а далее командам обменяться и расшифровать сообщения.

Можно провести игру «Секретные правила», ходе которой создается проблемная ситуация, что произойдет, если правила кодирования и декодирования не известны получателю. Вслед решаются задачи на основе понятия «черный ящик». В заключении необходимо рассматривать следующую цепочку шагов целенаправленной информационной деятельности человека. Сбор информации, запоминание, обдумывание и выбор способа представления информации, преобразование (обработка) информации, использование информации.

1.2 Обучение на базовом этапе

Ключевыми вопросами является определение информации, измерение информации, хранение, передача и обработка информации. Существуют различные подходы к раскрытию понятия информация, как с позиции частных наук, так и с философской точки зрения. В философии известно 2 различных подхода к информации: атрибутивный и функциональный.

Согласно первому: информация есть свойство всех объектов материального мира.

Согласно 2му: к накоплению информации способны лишь самоорганизованные системы, к которым относятся объекты живой природы.

Существует еще антропоцентрический подход, согласно которому информация рассматривается как содержание мыслительной деятельности человека.

В учебнике Макаровой согласно определению, является переносчиком знаний, а не самими знаниями. В учебнике Угриновича для 8 кл. дается описание нескольких подходов к определению информации.

В неживой природе информация является мерой упорядоченности системы (атрибутивный подход).

Живые системы в процессе развития способны повышать сложность своей структуры т.е. увеличивать информацию.

В учебнике Семакина информация трактуется как знания человека.

Измерение информации

Алфавитный подход используется для измерения количества информации в тексте, представленном в виде последовательности символов некоторого алфавита. И такой подход не связан с содержанием текста (количественный подход). Количество информации в этом случае называется информационным объемом текста, который пропорционален размерам текста, т.е. количеством символов. Иногда этот подход называется объемным. Каждый символ несет определенное количество информации, называемое информационным весом символов, может происходить в 2х приближениях:

· Предположение равной вероятности любого символа;

· С учетом разной вероятности.

С позиции алфавитного подхода к измерению информации 1 бит - это информационный вес одного символа с двоичным алфавитом.

1 байт - это информационный вес символа из алфавита мощностью 256. Далее вводятся более крупные.

При измерении данного способа измерения информационного объема этот вопрос раскрывается в след. последовательности:

· Алфавит

· Размер 2го кода символа

· Информационный объем текста.

Логика рассуждения от частного к общему.

С позиции содержательного подхода к измерению информации решается вопрос о количестве информации, в сообщении, полученном человеком. Рассматривается следующая ситуация:

Человек получает сообщение о некотором событии, при этом заранее неизвестна неопределенность знания человека о выжидаемом событии. Неопределенность знаний может быть выражена либо числом возможных вариантов события, либо вероятностью ожидаемых вариантов события. Неопределенность знаний сжимается, т.е. из некоторого возможного количества вариантов возможен один. По формуле вычисляется количество информации в полученном сообщении - выражение в битах. И формула зависти от ситуации:

· Все сообщения равновероятные

· Вероятности возможных вариантов события разные и они заранее известны.

Рекомендуется следующая цепочка понятий: информация сообщение, информативность сообщения.

Исходя из определения, что информация - это знания людей, полученных из различных сообщений, нужно дать классификацию знаний: декларативное знание (я знаю, что…), процедурное(я знаю, как…).

Вероятностный подход более подробно может изучаться в 10-11 кл. или в профильном курсе, посвященным основам информации. Введя понятие вероятности, следует сообщить, что вероятность некоторого события - величина, которая принимает значение от 0 до 1. Математическое определение вероятности: вероятность=отношению числа исходов, благоприятных данному событию, к общему числу равновозможных исходов.

Понятие информационного процесса

Необходимо построить беседу с учащимися об источниках информации, средствах передачи информации, приводящую к тому, чтобы у них сформировалось понятие о существовании 3 основных информационных процессов: хранение, передача, обработка информации. Первоначально следует рассматривать эти процессы без привязки к компьютеру. Затем при изучении архитектуры ЭВМ и информационных технологий речь пойдет о реализации этих процессов с помощью ЭВМ. На любом этапе изучения информатики в школе представление об информационных процессах несет в себе систематизирующую методологическую функцию. Например, изучая устройство компьютера, ученики должны получить четко понимание того, с помощью каких устройств происходит хранение, передача и обработка информации. При изучении программирования следует обратить внимание на то, что программа работает с данными, хранимыми в памяти компьютера, что команды программы определяют действия процессора по обработке данных и действия устройств ввода/вывода по приему передачи данных. Осваивая информационные технологии, обращаем внимание на то, что эти технологии также ориентированы на выполнение основных инф. процессов.

Начинается объяснение данной темы с ввода понятия о языке как некотором знаковом (символьном) способе представления информации также является одним из фундаментальных в информатике. Впервые встречаясь с этим понятием в базовом курсе, следует систематизировать представления учеников, разделив языки на естественные и формальные. Впоследствии ученики ещё не раз встретятся с понятием языка в информатике: язык двоичного кодирования, язык машинных команд, командный язык операционной системы, языки программирования и др. Всё это формальные языки. Ученики также узнают, что одной из целей разработки на ЭВМ систем искусственного интеллекта является достижение понимания компьютером естественных языков.

Языковая форма представления информации это последовательность знаков, сигналов (звуков). Но не всякую информацию, с которой имеет дело человек, можно свести к знакам. Не углубляясь в эти очень сложные вопросы, находящиеся на стыке информатики, физиологии, психологии и других наук, принимаем следующее допущение: всякую информацию, не сводящуюся к символьной форме, будем называть образной. Образная информация воспринимается всеми органами чувств человека.

Также следует рассказать о схеме передачи информации К.Шеннона и о теории кодирования. Здесь даются важные для информатики понятия кодирования и декодирования.

После чего даётся понятие алфавита конечного множества символов, используемых для представления информации. Вводится понятие «длина кода» и учащимся предлагается самостоятельно перебрать все возможные комбинации двоичного кода длиной от одного до пяти знаков, а также постараться вывести формулу зависимости количества кодовых комбинаций от длины кода. Таким образом, практически подходим к теме "двоичное кодирование информации" и начинаем ее разбирать, не говоря пока, что тот же принцип используется и при подготовке информации для обработки ее компьютером. Далее идёт рассмотрение оптимального кодирования. Следует дать понять ученикам для чего используются оптимальные коды, каким методом их можно построить, а также какими они бывают.

На обучение этой теме в базисном учебном плане отводится 4 часа. С этой темы начинается курс информатики в 7 классе и является ключом для познания информационных технологий. Также эта тема преподносится в справочных раздаточных материалах в виде конспектов уроков, используются карточки с заданиями для самостоятельной работы на компьютере, а также для устного и письменного контроля. В этой теме еще применяются рабочие тетради по информатике с тестовыми заданиями, а также с указанием параграфа и темы школьного урока для данного класса.

Уроки, разработанные в этой выпускной квалификационной работе, взяты из учебно-научной литературы, в которой подробно и понятно объясняется учебный материал для объяснения самых необходимых сведений учащимся.

В теме «Информация и информационные процессы» материал преподается с помощью учебно-научной литературы:

Семакин И.Г. Информатика;

Босова Л.Л. Информатика;

Шафрин Ю.А. Информатика.

В учебнике Семакин И.Г. «Информатика» на изучение темы: «Информация и знания» отводится 1 час, на тему: «Восприятие информации и языки» отводится 1 час, на тему «Информационные процессы» отводится 1 час.

В учебнике Босова Л.Л. «Информатика» на изучение темы: «Информатика и информация» отводится 1 час, на тему: «Многообразие форм представления информации» отводится 1 час, на тему: «Действия с информацией: поиск информации, сбор информации, обработка информации, хранение информации, передача информации» также отводится 1 час.

В учебнике Шафрин Ю.А. «Информатика» на изучение темы: «Что такое информация?» отводится 2 часа, на тему: «Объект» отводится 1час, на тему: «Система» отводится 1 час.

Характеристика тем уроков и практических заданий отражены в учебнике Семакин И.Г. «Информатика». В учебнике Семакин И. Г. «Информатика» в теме первого урока: «Информация и знания» предлагается такое практическое задание. Учитель раздает карточки с вопросами учащимся. Методика этой работы такова: учащиеся самостоятельно на листках письменно отвечают на вопросы, потом сдают учителю в конце урока, затем преподаватель проверяет и ставит оценки.

Вопросы предоставлены в учебно-научной литературе [8,9]:

Что такое информация?

Попробуйте перечислить источники, из которых за сегодняшний день вы получали информацию?

Попробуйте привести примеры декларативных и процедурных знаний, которыми вы обладаете?

В каком случае сообщение содержит информацию для конкретного человека, а в каком случае - нет? Приведите примеры обоих случаев.

В теме второго урока: «Восприятие информации и языки» предлагается такое практическое задание. Ученики выполняют самостоятельную работу за компьютером. Учитель раздает индивидуальное задание в справочном раздаточном материале, которое выполняется в программе Microsoft Word. В конце урока преподаватель проходит и проверяет задание, выставляет отметки.

В теме третьего урока: «Информационные процессы» предлагается такое практическое задание. Методика этой работы такова: учитель задает вопросы всему классу, дети поднимают руки и один из учеников устно отвечает, затем преподаватель оценивает ответы учащихся.

Вопросы предоставлены из учебника [8,17]:

Приведите свои примеры профессий, в которых основным видом деятельности является работа с информацией?

Назовите три основных вида информационных процессов?

Приведите примеры ситуаций, в которых вы являетесь источником информации, приемником информации? Какую роль за сегодняшний день вам чаще приходилось выполнять?

Приведите различные примеры процесса обработки информации. Определите, по каким правилам она производится в каждом примере?

Вывод. В этой учебной литературе очень подробно, доступно и четко описываются темы урока, а также анализируются самые важные термины в каждой теме параграфа для того, чтобы учащиеся могли лучше усвоить, то, что им необходимо знать. Учитель должен диктовать учащимся необходимые утверждения из научной литературы, что является очень важным для усвоения учащимися нужных сведений. В этом учебнике легко изложен теоретический материал и также легко даются практические задания.

В учебнике Босова Л. Л. «Информатика» в теме первого урока: «Информатика и информация» предлагается такое практическое задание. Учитель раздает карточки с вопросами учащимся. Методика этой работы такова: ребята самостоятельно на листках письменно отвечают на вопросы, потом сдают учителю в конце урока, затем преподаватель проверяет и ставит оценки.

Вопросы предоставлены из учебника [1,11]:

Перечислите основные понятия: информация, информативность?

Назовите что такое: объект, система?

Перечислите следующие понятия: информационный объект, информационный процесс?

В теме второго урока: «Многообразие форм представления информации» предлагается такое практическое задание. Ученики выполняют самостоятельную работу за компьютером. Учитель раздает индивидуальное задание в справочном раздаточном материале, которое выполняется в программе Microsoft Word. В конце урока преподаватель проходит и проверяет задание, выставляет отметки.

В теме третьего урока: «Действия с информацией: поиск информации, сбор информации, обработка информации, хранение информации, передача информации» предлагается такое практическое задание. Методика этой работы такова: учитель задает вопросы всему классу, дети поднимают руки и один из учеников устно отвечает, затем преподаватель оценивает ответы учащихся.

Вопросы предоставлены из учебника [1,20]:

В каких видах профессий, люди работают с информацией?

Назовите три основных вида информационных процессов?

Приведите примеры ситуаций, в которых вы являетесь источником информации, приемником информации ? Какую роль за сегодняшний день вам чаще приходилось выполнять?

Приведите различные примеры процесса обработки хранения и передачи информации?

Вывод. В этой учебной литературе очень подробно, и четко описываются темы урока, а также анализируются самые важные термины в каждой теме параграфа для того, чтобы учащиеся могли лучше усвоить, то что им необходимо знать. Учитель должен диктовать ребятам необходимые утверждения из научной литературы, что является очень важным для усвоения учащимися обязательных сведений. В этом учебнике достаточно сложный теоретический материал и практические задания, чем в предыдущем учебнике.

В учебнике Шафрин Ю. А. «Информатика» в теме первого урока: «Что такое информация?» предлагается такое практическое задание. Учитель раздает карточки с вопросами учащимся. Методика этой работы такова: ребята самостоятельно на листках письменно отвечают на вопросы, потом сдают учителю в конце урока, затем преподаватель проверяет и ставит оценки.

Вопросы предоставлены из учебника [12,27]:

Какие источники информации вам известны?

Опишите функции, выполняемые человеческими органами при обработке информации?

Что понимают под информацией применительно к информационным технологиям?

В теме второго урока: «Объект» предлагается такое практическое задание. Методика этой работы такова: учитель задает вопросы всему классу, дети поднимают руки и один из учеников устно отвечает, затем преподаватель оценивает ответы учащихся.

Вопросы предоставлены из учебника [12,30-31]:

Что такое объект?

Для чего служат имена объектов?

Бывает ли нечисловая характеристика объекта?

Какие характеристики применимы к объекту «множество»: протяженный, многоэлементный, большой, упорядоченный, убывающий, интересный, красивый?

Что значит «состояние» объекта? Приведите примеры.

Ученик составил список всех возможных величин, характеризующих куб. Какие это величины? Придумай значения этих величин. Найди объем твоего куба.

Придумайте такую ситуацию, где признаком может быть действие объекта?

В теме третьего урока: «Система» предлагается такое практическое задание. Ученики выполняют самостоятельную работу за компьютером. Учитель раздает индивидуальное задание в справочном раздаточном материале, которое выполняется в программе Microsoft Word. В конце урока преподаватель проходит и проверяет задание, выставляет оценки.

Вывод. В этой учебной литературе очень подробно, и четко описываются темы урока, а также анализируются самые важные термины в каждой теме параграфа для того, чтобы учащиеся могли лучше усвоить, то что им необходимо знать. Учитель должен диктовать ученикам необходимые утверждения из научной литературы, что является очень важным для усвоения учащимися необходимых сведений. В этом учебнике очень трудный теоретический материал для понимания ученикам темы урока и сложные практические задания, чем в предыдущем учебнике.

Также для этой темы используется словарь терминов информатики седьмого класса для повторения знаний изученных на предыдущем уроке. Учитель в начале урока опрашивает учащихся и ученики отвечают. За лучшие ответы устного опроса проверки знаний, учитель ставит оценки.

Учитель для проведения урока использует развернутый план-конспект урока, в котором поэтапно расписывается ход урока и при помощи этого конспекта учитель вооружается как ему вести урок.

В конце урока обязательно следует дать домашнее задание на следующий урок, затем подвести итоги и выставить оценки учащимся в журнал и в дневник.

В результате обучения представленных тем учащиеся должны знать:

что такое информация?

какие бывают информационные процессы и что они делают?

сколько групп знаний и их виды?

что такое язык?

какие бывают языки общения?

в какой форме передается информация на языках?

что такое внутренняя память?

что такое внешняя память?

как кодируется информация?

каких видов бывает информация?

Учащиеся должны уметь:

редактировать информацию (передавать, обрабатывать и хранить ее);

кодировать информацию;

представлять информацию;

скрывать информацию;

загружать информацию в компьютер, распечатывать и копировать ее.

У учащихся в результате обучения этих тем связанных с понятием информации и информационных процессов должно быть хорошо развито абстрактно-логическое мышление и различные виды памяти: кратковременная и долговременная, зрительная и слуховая.

Абстрактно-логическое мышление должно хорошо развито так, как ученики в этой теме используют принципы кодирования и декодирования информации. Например, предлагается учащимся на бумаге зашифровать или расшифровать слово или целое выражение различными символами (обозначение символов буквами, заранее дает учитель), затем учащиеся каждый символ должны зашифровать или расшифровать и получить целое слово или фразу.

А также должны быть отлично развиты разные виды памяти: зрительная - потому что, ученики часто трудятся с письменными источниками (учебники, конспекты) и они запоминают самые важные термины, следовательно, у них вырабатывается зрительно-моторная координация и память.

Слуховая память тоже должна быть хорошо развита так, как ученики все время слушают преподавателя, его устные задания на уроках и у учащихся развивается слуховая память.

Кратковременная память реализуется у учеников для временного хранения информации, когда учитель объясняет новый материал, а ученики запоминают в процессе урока, но по окончании урока у учащихся в этой памяти не откладывается информация, а требуется, чтобы у них необходимые сведения сохранились надолго.

Для этого используется долговременная память, чтобы ученики могли на долгое время запомнить самые важные для них термины и научные обоснования. Так же, благодаря этой долговременной памяти, ученики могут спустя какое-то время воспроизвести самую полезную информацию, которую они запомнили.

Еще у учащихся после изучения предлагаемых тем связанных с информацией по одной большой общей теме: «Информация и информационные процессы» реализуются следующие межпредметные связи: информатика связывается с такими дисциплинами как математика и русский язык.

Наука информатика может связываться с математикой, потому, что в этой дисциплине производятся математические вычисления, решаются задачи, применяются формулы в задачах, как на компьютере, так и на листочках, где учащиеся выполняют задания. В этой дисциплине информатика применяются расчеты, как в математике. Так же с помощью дисциплины математики производятся логические операции в информатике, так как - этот предмет, в общем построен на логике. Например, логическое умножение, логическое сложение и логическое отрицание. Исходя из этого можно сделать вывод, что предмет информатика имеет связь с предметом математика.

А так же информатика может еще связываться с дисциплиной русский язык. Потому, что ученики работают с информацией на персональном компьютере, они печатают тексты, используя правила правописания слов русского языка. Сначала ученики вручную с детства пишут диктанты по русскому языку, применяя правила, как правильно пишутся слова и выражения, как и где ставятся знаки препинания, соблюдая нормы. Вследствие этого, когда учащиеся набирают текст на компьютере по дисциплине информатика, они вспоминают, как писали раньше диктант и применяют правила правописания из русского языка. Вот поэтому информатика имеет связь с дисциплиной русский язык.

Ключевыми вопросами данной содержательной линии являются:

· определение информации;

· измерение информации;

· хранение информации;

· передача информации;

· обработка информации.

Проблемы определения и измерения информации Нельзя дать единого, универсального определения информации. Но в науке и в практике известны различные подходы к информации, и в рамках каждого из них дается определение этого понятия

Субъективный подход. При раскрытии понятия «информация», с точки зрения субъективного (бытового, человеческого) подхода следует отталкиваться от интуитивных представлений об информации, имеющихся у детей.

Учитель вместе с учениками приходит к определению: информация для человека -- это знания, которые он получает из различных источников.

Вопрос о классификации знаний очень сложный. В науке существуют различные подходы к нему. В рамках базового курса достаточно ограничиться делением знаний на декларативные и процедурные.

Описание декларативных знаний можно начинать со слов: «Я знаю, что...».

Описание процедурных знаний -- со слов: «Я знаю, как...». Нетрудно дать примеры на оба типа знаний и предложить детям придумать свои примеры.

Деление знаний на декларативные и процедурные в дальнейшем следует увязать с делением компьютерной информации на данные - декларативная информация, и программы -- процедурная информация.

Введение понятия «информативность сообщения» является первым подходом к изучению вопроса об измерении информации в рамках содержательной концепции. Если сообщение неинформативно для человека, то количество информации в нем, с точки зрения этого человека, равно нулю. Количество информации в информативном сообщении больше нуля.

Для определения количества информации нужно ввести единицу измерения информации: «Сообщение, уменьшающее неопределенность знаний в 2 раза, несет 1 бит информации».

Определение бита -- единицы измерения информации может оказаться сложным для понимания учениками.

Объяснение удобно начать с частного определения бита как меры информации в сообщении об одном из двух равновероятных событий. Обсуждая традиционный пример с монетой (орел -- решка), следует отметить, что получение сообщения о результате бросания монеты уменьшило неопределенность знаний в два раза: перед подбрасыванием монеты было два равновероятных варианта, после получения сообщения о результате остался один единственный. От частных примеров учитель вместе с классом приходит к обобщенной формуле:

2 ⁱ = N.

Здесь N -- число вариантов равновероятных событий (неопределенность знаний), а i -- количество информации в сообщении о том, что произошло одно из N событий.

Если N -- известно, а i является неизвестной величиной, то данная формула превращается в показательное уравнение. Как известно, показательное уравнение решается с помощью функции логарифма:

i = log₂N.

Предложенный метод применим только в очень частных случаях. С помощью него нельзя подсчитать количество информации, полученной в результате прочтения нового параграфа в учебнике. Сделать это невозможно, хотя фактом является то, что информация получена.

Кибернетический подход. Кибернетику определяют как науку об общих свойствах процессов управления в живых и неживых системах.

Для описания сложных систем в кибернетике используется модель «черного ящика». Термины «черный ящик» и «кибернетическая система» можно использовать как синонимы. Главные характеристики «черного ящика» -- это входная и выходная информация. И если два таких черных ящика взаимодействуют между собой, то делают они это только путем обмена информацией.

Информация между кибернетическими системами передается в виде некоторых последовательностей сигналов. Выходные сигналы одних участников обмена являются входными для других.

Рассматриваемый в этой теме подход к измерению информации является альтернативным к содержательному подходу, осаждавшемуся ранее. Здесь речь идет об измерении количества информации в тексте (символьном сообщении), составленном из символов некоторого алфавита. К содержанию текста такая мера информации отношения не имеет.

Алфавит -- это конечное множество символов, используемых для представления информации. Число символов в алфавите называется мощностью алфавита.

В рассматриваемом приближении количество информации, несет в тексте каждый символ (i), вычисляется из уравнения Хартли:

2 ⁱ = N,

где N -- мощность алфавита.

Величину i можно назвать информационным весом символа. Отсюда следует, что количество информации во всем тексте (I), состоящем из K символов:

I = i К.

Эту величину можно назвать информационным объемом текста. Такой подход к измерению информации еще называют объемным подходом.

Минимальная мощность алфавита, пригодного для передачи информации, равна 2. Такой алфавит называется двоичным алфавитом. Информационный вес символа в двоичном алфавите легко определить. Поскольку 2 ⁱ = 2, то i = 1 бит. Итак, один символ двоичного алфавита несет 1 бит информации.

Бит -- основная единица измерения информации. Кроме нее используются и другие единицы. Следует обратить внимание учеников на то, что в любой метрической системе существуют единицы основные (эталонные) и производные от них.

1 бит -- это исходная единица. Следующая по величине единица -- байт. Байт вводится как информационный вес символа из алфавита мощностью 256. Поскольку 256 = 2⁸, то 1 байт = 8 бит.

Килобайт больше байта в 1024 раза, а число 1024 = 2¹⁰. Так же относится и «мега» по отношению к «кило» и т.д.

Информационные процессы. Под информационными процессами понимаются любые действия, выполняемые с информацией. Существуют три основных типа информационных процессов, которые как составляющие присутствуют в любых других более сложных процессах.

Процесс хранения информации

С хранением информации связаны следующие понятия: носитель информации (память), внутренняя память, внешняя память, хранилище информации.

Носитель информации -- это физическая среда, непосредственно хранящая информацию.

Собственную память мы еще можем назвать внутренней памятью, поскольку ее носитель -- мозг -- находится внутри нас.

Все прочие виды носителей информации можно назвать внешними (по отношению к человеку).

Хранилище информации -- это определенным образом организованная информация на внешних носителях, предназначенная для длительного хранения и постоянного использования. Примерами хранилищ являются архивы документов, библиотеки, справочники, картотеки.

Основной информационной единицей хранилища является определенный физический документ: анкета, книга, дело, досье, отчет и пр. Под организацией хранилища понимается наличие определенной структуры, т.е. упорядоченность, классификация хранимых документов. Такая организация необходима для удобства ведения хранилища: пополнения новыми документами, удаления ненужных, поиска информации и пр.

Основные свойства хранилища информации: объем хранимой информации, надежность хранения, время доступа (т.е. время поиска нужных сведений), наличие защиты информации.

Информацию, хранимую на устройствах компьютерной памяти, принято называть данными. Для описания хранения данных в компьютере используются те же понятия: носитель, хранилище данных, организация данных, время доступа, защита данных.

Процесс обработки информации

Любой вариант процесса обработки информации происходит следующей схеме

В любом случае можно говорить о том, что в процессе обработки информации решается некоторая информационная задача: дан некоторый набор исходных данных -- исходной информации требуется получить некоторые результаты -- итоговую информацию. Сам процесс перехода от исходных данных к результату и есть процесс обработки.

Обычно обработка информации -- это целенаправленный процесс. Для успешного выполнения обработки информации исполнителю должен быть известен способ обработки, т.е. последовательность действий, которую нужно выполнить, чтобы достичь нужного результата. Описание такой последовательности действий в информатике принято называть алгоритмом обработки.

Ученики должны уметь приводить примеры ситуаций, связанных с обработкой информации:

· Первый тип обработки: обработка, связанная с получением новой информации, нового содержания знаний.

К этому типу обработки относится решение математических задач. Способ обработки, т.е. алгоритм решения задачи, определяется математическими формулами, которые должен знать исполнитель.

· Второй тип обработки: обработка, связанная с изменением формы, но не изменяющая содержания.

К этому типу обработки информации относится, например, перевод текста с одного языка на другой. Изменяется форма, но должно сохраниться содержание.

Важным видом обработки для информатики является кодирование. Кодирование -- это преобразование информации в символьную форму, удобную для ее хранения, передачи, обработки.

Другой вид обработки информации -- структурирование данных. Структурирование связано с внесением определенного порядка, определенной организации в хранилище информации.

Еще один важный вид обработки информации -- поиск. Алгоритм поиска зависит от способа организации информации.

Процесс передачи информации

Схематично этот процесс можно изобразить так:

В таком процессе информация представляется и передается в форме некоторой последовательности сигналов, символов, знаков.

Передаваемая последовательность называется сообщением. Если в процессе передачи используются технические средства связи, то их называют каналами передачи информации (информационными каналами).

Можно говорить о том, что органы чувств человека выполняют роль биологических информационных каналов. В рамках данной темы ученики должны уметь приводить конкретные примеры процесса передачи информации, определять для этих примеров источник, приемник информации, используемые каналы передачи информации.

При обсуждении темы об измерении скорости передачи информации и пропускной способности информационных каналов можно привлечь прием аналогии. Аналог -- процесс перекачки воды по водопроводным трубам.

Требования к знаниям и умениям учащихся по линии информации и информационных процессов

Учащиеся должны знать:

· определение информации в соответствии с содержательным подходом и кибернетическим (алфавитным) подходом;

· что такое информационные процессы;

· какие существуют носители информации;

· как определяется единица измерения информации -- бит;

· что такое байт, килобайт, мегабайт, гигабайт;

· в каких единицах измеряется скорость передачи информации;

Учащиеся должны уметь:

· приводить примеры информации и информационных процессов из области человеческой деятельности, живой природы и техники;

· определять в конкретном процессе передачи информации источник, приемник, канал;

· приводить примеры информативных и неинформативных сообщений;

· приводить примеры сообщений, несущих 1 бит информации;

· измерять информационный объем текста в байтах (при использовании компьютерного алфавита);

· пересчитывать количество информации в различных единицах (битах, байтах, Кбайтах, Мбайтах, Гбайтах);

2. Практическая (экспериментальная) часть

В первой части этого раздела выпускной квалификационной работы подробно представлены планы-конспекты уроков с указанием дидактического материала. В предлагаемой методике используются уроки комбинированного типа, сообщения новых знаний, урок-игра. Во второй части этого раздела представлено программно-педагогическое средство для осуществления компьютерного контроля знаний учащихся.

2.1 Разработка урока №1

Урок по теме "Информация и знания».

Цели урока:

· расширить представление учащихся об информации

· научиться различать информативность сообщений

· усвоить, что знание - первая ступень при работе человека с информацией.

· совершенствование навыков работы с текстовым редактором MS Word

Основные понятия:

· информация

· информативность

· знание

· факт

· правило.

Задачи:

· составить цепочку логических вопросов, которые должны привести учащихся к теме урока и основным определениям;

· при помощи презентации, созданной для этого урока, вести урок в нужном направлении (с возвратом к предыдущему материалу и/или переходам по тематике)

· подвести учеников к выводам по уроку, на базе рассмотренных примеров и понятий.

· основная задача учителя организовать работу учеников так, чтобы они были заинтересованы в изучении данного материала.

Формы организации учебной деятельности: фронтальная, парная, групповая, индивидуальная.

Средства обучения: проектор, компьютер, слайды компьютерной презентации.

Тип урока: объяснение нового материала.

Метод: эвристическая беседа с последовательным изложением материала.

Ход урока

Объяснение нового материала. Информация и знания, §2.1, с.31-33.

1. Мотивация и цель

Задается ряд вопросов, например:

· Что для современного человека является главным в сегодняшней жизни?

· Что является главной составляющей в названии учебного предмета “Информатика”?

· Почему XXI век называется информационным?

Из ответов формулируется тема раздела “Человек и информация”. На экране появляется 1-й слайд презентации с названием темы раздела. На нем кроме названия находятся рисунки, отображающие смысл этого раздела.

Учащимся предлагается объяснить смысл, заложенный в этих рисунках.

Задаются вопросы для определения темы урока.

· Что такое информация?

· Что является информацией для человека?

· Для чего надо уметь работать с информацией?

В результате определяется тема урока - “Информация и знания”

Переход на следующий слайд “Оглавление”, в котором на экране появляется название темы.

2. Актуализация

Переход на следующий слайд происходит по гиперссылке (щелчок на названии темы). По щелчку мыши, на экране появляется название “Информация и знание”.

При фронтальном вопросе предлагается дать определение термина “знание”. А также задается вопросы:

1.1. Для чего нужны знания?

1.2. Насколько актуальна проблема получения знаний в наше время?

По щелчку мыши на экране появляется определение: “Информация для человека - это знания, которые он получает из различных источников” (Информатика: учебник для 6-го класса).

Сравниваем это определение с предположениями учеников.

Затем пытаемся выяснить, что же может пополнить наши знания?

Ученики высказывают свои предположения.

По щелчку мыши на экране появляется определение информативности сообщения: “ (Информатика: учебник для 6-го класса)”

Приводятся примеры:

· Сообщение “Треугольник - фигура, имеющая три угла и три стороны” неинформативно для ученика 6 класса, т.к. не расширит его знания, но для ученика 1 класса несет новую информацию и, следовательно, информативно.

· Переход на следующий слайд происходит по гиперссылке (Информативное) и приводится пример не информативного сообщения. Текст на арабском языке - для нас неинформативен.

· Следующий слайд. Представленная информация является для вас информативным.

3. Организационно-деятельный этап

Переход на следующий слайд по щелчку мыши.

На экране последовательно появляются элементы структурной схемы:

Выясняем, что при описании фактов мы говорим: “Я знаю что …”

Переход по гиперссылке при нажатии на блок “Факты”.

Ученикам дается задание привести несколько фактов из различных школьных предметов. (Работа с рабочими тетрадями) - индивидуальная работа. Нажав на кнопку перехода возвращается к слайду со структурной схемой. Затем учитель объясняет, что факты делятся на категории:

· явления;

· события;

· свойства;

· зависимость между объектами.

На экране по щелчку появляются эти названия. Ученикам предлагается работа по определению, к какой категории принадлежат приведенные ими факты. (Работа в парах.) Затем заслушиваются эти ответы и, при совместном обсуждении приходим к правильному выводу. Переходим к следующей группе знаний, которая отвечает на вопрос “Я знаю как… ” - правилам.

Ученикам предлагается:

· самим дать определение, а затем сравнить его с тем, что представлено на слайде презентации;

· по щелчку мыши на экране появляется определение:



· привести примеры из различных учебных предметов (Работа с рабочими тетрадями - работа в группах.)

· предлагается дома подумать над вопросами:

o Как называется процесс получения знаний? (познание.)

o Как можно получать знания? (При помощи органов чувств и логического мышления.)

· Контрольно-оценочный этап

Блиц-опрос (один вопрос - 1 балл)

· Информация для человека - это

· Информативное сообщение - это

· Все знания делятся на

· Факты - это знания о

· К правилам относятся:

· Формы получения знаний о реальной действительности:

Выводы:

В результате приходим к выводам, что:

· Знание являются основой для успешной умственной деятельности.

· Процесс познания - это отражение реальной действительности в сознании человека.

· Существует две формы познания - чувственное и логическое, о которых мы будем говорить на следующих уроках

· Рефлексивно-оценочный этап

Создать документ MS Word, в котором учащимся предлагается:

· придумать примеры информативных и неинформативных сообщений. Ответы обосновать.

· Привести примеры фактов из области истории, биологии, географии или других учебных предметов и определить их категорию.

· Привести примеры правил, изученных на уроках русского языка или математика.

· Составить рассказ по рисункам, которые были помещены на первом слайде презентации.

· В работе использовать списки.

· Отформатировать текст и показать преподавателю.

Можно выбрать любое задание на усмотрение учащегося.

Задания с различным уровнем сложности. Ученик может выбрать себе задание по своему уровню. Каждый уровень оценивается по 5-балльной системе. Эти задания можно выполнить дома, но на уроке должен быть один законченный и оформленный по правилам документ.

Лучшие примеры и рассказы могут быть помещены на слайдах презентации. Для них специально созданы слайды с названиями учебных предметов.

· Домашнее задание

Выполнить задание в рабочей тетради.

Все задания, предложенные на дом, выполняются на основе материала учебника и имеющегося жизненного опыта.

§2.1, с.31-33; вопросы.

РТ: №1-№6 с.39-41.

Придумать рисунки, которые могли бы иллюстрировать понятия знания и информация.

2.2 Разработка урока №2

Тема урока: Информация и знания. Восприятие информации человеком.

Цель урока:

1. Формирование опорной системы знаний по теме

2. Первичное осознание нового учебного материала

3. Осмысление связей и отношений в объектах изучения

Задачи:

Обучающие

1. Формирование опорной системы знаний по теме Информация и знания. Ввести понятия «информация», «декларативные» и «процедурные» знания, «информативность», формы восприятия информации, язык - знаковая форма представления информации.

Развивающие

1. Развитие речи через обогащение словарного запаса учащихся при введении новых понятий.

2. Развитие логического мышления при анализе нового материала.

3. Формирование интеллектуальных умений (овладение мыслительными операциями анализа, сравнения, обобщения и т.д.).

4. Развитие эмоциональной и двигательной сфер при выполнении практических заданий.

5. Развитие самостоятельности и творческого начала в умственной деятельности.

Воспитательные

1. Воспитание умения учиться -- способности к самоорганизации с целью постановки и решения учебных задач.

2. Воспитание дисциплинированности, собранности, требовательности к себе.

3. Формирование аккуратности и умения организовывать свое рабочее место.

...