Информатика

Марийский государственный педагогический

институт им. Н.К. Крупской.

кафедра алгебры и геометрии

Методика

изложения темы

“Введение в информатику”.

творческая работа

г. Йошкар-Ола, 1998

Тема “Введение в информатику” представляет, по-моему, особый интерес, т.к. именно на первых уроках мы должны заинтересовать школьников новым учебным предметом. Методическая система обучения информатике претерпевает в настоящее время существенные изменения. Если вначале курс учебной информатики был ориентирован на изучение алгоритмов, программирования и информационных технологий, то теперь важнейшим моментом становится формирование мировоззрения, основанного на системно-информационном подходе. Требуется создание развернутой методики, центральной проблемой которой является формирование системно-информационной картины мира. Именно тема “Введение в информатику” позволяет как нельзя лучше рассказать об информации, как об одном основополагающем понятии современной научной картины мира, т.е. сформировать основы научного мировоззрения, что относится к первой педагогической функции образовательной области информатики.

В обязательный минимум содержания образования по информатике по темам “Информация и информационные процессы” и ”Представление информации” входит:

• Понятие информации. Информационная деятельность человека. Информационные процессы: получение, передача, преобразование и использование информации. Единство информационных процессов в живой природе, обществе и технике.

• Язык как способ представления информации. Кодирование. Двоичная система счисления. Количество и единицы измерения информации. Хранение и передача информации и ее носители.

Я рассмотрела три учебника: Каймина, Кушнеренко и Ершова. На мой взгляд, ни один учебник не содержит обязательный минимум. Самый ранний - это учебник Ершова, в нем очень хорошо рассматривается роль ЭВМ в современном обществе, но думаю, при изложении этой темы данный учебник можно не использовать. У Каймина под тему “Введение в информатику” отведена целая глава, для рассмотрения порекомендовала бы первые три параграфа: Информация и мы; Информация и ее виды; Количество информации. Этот учебник используется и в методике “Пермская версия, которую подробнее рассмотрим чуть позже. У Кушнеренко мне понравилось то, что в §1 “Информация” есть пункт “Вещество, энергия, информация - важнейшие сущности нашего мира”, кроме того: информация и информационные процессы; информация в истории общества; двоичное кодирование информации, бит, байт; единицы измерения информации и т.д. в этом учебнике все перечисленное дается довольно кратко.

В журнале “Информатика и образование” приводится базовый курс основ информатики и ВТ “Пермская версия”, мне понравилась методика, поэтому предлагаю ознакомиться подробнее.

Программа предназначена для 8-9 классов общеобразовательных средних школ. В итог первого года обучения по этой программе входит знание о роли информации в окружающем мире и компьютерной информации. Построение курса исходит из трех принципов, которые основываются на трех понятиях : информация - ЭВМ - алгоритм. Видим, что понятие информации - стержень всего курса. До появления ЭВМ информационная деятельность была сугубо человеческой функцией. Поэтому отправным методическим моментом к изучению информатики должен стать разбор информационной функции человека. Отсюда знакомство с устройством и работой компьютера должно исходить из следующих позиций: по своему назначению ЭВМ - это универсальный инструмент для работы информацией; по принципу своего устройства ЭВМ - это модель информационной функции человека. Дан тематический план по программе из расчета 34 часа в год (1 урок в неделю, по стандарту 2 урока в неделю).

Фрагмент плана:

По-моему, 3-5 часов на тему “Введение в информатику” вполне хватит.

Содержание урока по первой теме: Место информатики в системе научного мировоззрения. Кибернетическая точка зрения на информацию как научную абстракцию. Традиционный взгляд на информацию. Информатика как наука о способах представления, хранения и переработки информации. ЭВМ как инструмент информационной деятельности человека. Краткая история возникновения и развития ВТ. Основные объекты изучения ОИВТ.

На первом занятии важно показать какое место занимает информация в жизни людей, что в наш век информационного бума успех сопутствует тому, кто владеет информацией. Нужно подбирать яркие примеры. Можно рассказать об информационных системах и какую важную роль для функционирования систем играет управление, а суть управления заключается в том, что на основе информации вырабатывается управляющее воздействие. Очень может помочь лекция Г.П. Гусаровой “Общая характеристика образовательной области «Информатика»” и книга Вершинина О.Е. “За страницами учебника информатики”. Урок проводится в форме лекции-беседы.

Тема 2. На первом уроке следует провести беседу на тему “Информация вокруг нас”. Нужно обсудить примеры информационной деятельности человека в быту, в учебе, на производстве, обратить внимание на инструментальные средства, которыми пользуется человек в этой деятельности.

На втором уроке идет формальное обсуждение темы “Человек и информация” по предлагаемой методической схеме .

Информация - фундаментальное понятие, поэтому определить его исчерпывающим образом через какие-то более простые понятия невозможно. Каждый вариант определения информации обладает некоторой неполнотой. Предлагается одна из возможных методических схем раскрытия понятия информации. Изложение ведется в тезисной форме. Учителю следует проиллюстрировать этот материал примерами.

Информация - предмет интеллектуальной деятельности человека, продукт этой деятельности. Иначе говоря, с позиции конкретного человека, информация - это его знания.

Знания можно разделить на две категории: знание фактов и знание правил. Вот некоторые примеры знания фактов: я знаю, что

• Москва - столица России;

• сумма углов треугольника равна 180 градусам.

Примеры знания правил: я знаю как

• добраться от Перми до Москвы;

• перемножить две простые дроби.

Какие действия человек выполняет с информацией ? Их три: обмен, хранение, обработка.

Обмен содержит два момента: прием информации и передача информации. Следует пояснить, в каких формах могут происходить прием и передача информации. Точно также нужно подробнее рассказать про хранение и обработку информации.

Эти и другие положения иллюстрируются схемой, приведенной на рис.1. Удобно подготовить эту схему на плакате и рассказывать материал, ссылаясь на нее. При объяснении схему следует иллюстрировать примерами. При опросе ученики могут пояснять отдельные узлы и связи схемы. Учитель должен ясно понимать, что любое схематическое описание какой-либо стороны человеческой деятельности является неполным, модельным. Однако наиболее существенные моменты информационной функции человека эта схема отражает.

В дальнейшем данная схема послужит отправной точкой для раскрытия принципов организации и функционирования ЭВМ.

Тема 3. На первом уроке обсуждается субъективный подход к определению информационности сообщения. Количественная мера информации. Алфавитный подход.

Второй урок посвящен таким вопросам как передача информации, скорость передачи информации. Обсуждение пройденного материала в форме ответов на контрольные вопросы и выполнения заданий.

Примерное изложение темы “Как измерить информацию?”

Уже было сказано, что в окружающем нас мире есть три глобальные субстанции: вещество, энергия, информация. Всем известны меры, которые применяются для измерения количества вещества и энергии. Интерес представляет определение единицы измерения количества вещества. К определению меры информации может быть два подхода: субъективный и объективный. Субъективный подход связан с данным выше определением информации по отношению к человеку: как знаний человека. Информация может быть разных видов и имеет вполне определенные свойства, которые приводятся почти во всех учебниках информатики.

В теории информации существует следующее определение: сообщение, уменьшающее неопределенность знаний в два раза несет один бит информации. Бит - название единицы информации.

Сообщение о том, что произошло одно из двух равновесных событий, несет 1 бит информации. Например, играя в “орлянку” , каждый раз после падения монеты на пол мы получаем 1 бит информации (орел или решка).

Если N- общее количество равновероятных событий, то сообщение о том, что произошло одно из них, несет Х бит информации. Значение Х определяется из уравнения

2^Х= N, Х=log₂N.

В технических устройствах хранение, передача и обработка информации производятся и использованием алфавитов, содержащих два различных знака. С математической точки зрения эти знаки можно отождествить с 0 и 1. Слово бит происходит от сокращения английского слова binary digit - двоичный знак. Алфавит из двух символов называют двоичным. Тут можно рассказать о двоичном кодировании информации.

Эта методика предназначена для преподавания в классах, где у детей достаточно высокий уровень знаний. Может быть стоит дополнить эту методику двоичным кодированием. Хотя следует оговориться, что если полностью давать уроки по методике “Пермская версия”, а не только тему “Введение в информатику”, то в этой методике двоичная арифметика дается в теме “Как работает компьютер” на втором году обучения.

После каждой темы приведены контрольные вопросы и задания, что тоже очень удобно.

В классах, где у учеников знания послабее, в классах выравнивания лучше ограничиться общими сведениями, закрепляя их на примерах.

Для одаренных учащихся можно выбрать по какой-нибудь теме доклад.

При изложении материала в основном используют метод беседы; обобщения, абстрагирования, конкретизации; сравнения и аналогии.

Учителя информатики по-разному подходят к изложению темы “Введение в информатику”. Остановимся на опыте работы учителя информатики высшей категории средней школы №11 Кондратьевой Ольги Григорьевны. На изучение данной темы отводится 2 часа. Учитель ставит перед собой целью ввести понятие информатики как науки и информации, как одного из основных понятий этой науки. Выделяет три базовых понятия информатики: информация - алгоритм - компьютер; и приводит схему:

ИНФОРМАТИКА

информатикакомпьютер

алгоритм

Большое внимание уделяется свойствам и видам информации. На примерах раскрывается ее значимость.

В кабинете информатики средней школы №9 развитие понятия информации, пути ее передачи очень подробно и наглядно представлены на стендах, которые удачно дополняют оформление кабинета.

Приведу вопросы, на которые должны смочь ответить учащиеся, если выберут среди выпускных экзаменов информатику.

Билеты выпускного экзамена по информатике (базовый курс):

Билет №7. Вопрос1. Информационные процессы в природе, обществе, технике. Информационная деятельность человека.

Билет №8. Вопрос1. Информация и управление. Замкнутые и разомкнутые системы управления, назначение обратной связи.

Билет №18. Вопрос2. Решение задачи на определение объема информации, преобразование единиц измерения количества информации.

Билет №19. Вопрос1. Передача информации. Организация и структура телекоммуникационных компьютерных сетей.

Для школ, где после базового курса (8-9 класс) изучение информатики продолжается в 10-11 классах в билетах добавляются следующие вопросы:

Билет №12. Вопрос2. Информация. Вероятностный подход к измерению количества информации.

Билет №19. Вопрос2. Информатизация общества. Основные этапы развития вычислительной техники.

В заключение еще раз обращаю внимание учителей на то, что после изучения данной темы учащиеся должны быть подготовленными к работе с информацией, должны понимать огромное значение информации в жизни людей.

Литература.

1. Ершов А.П., Монахов В.М. и др. Основы информатики и вычислительной техники: Проб. учеб. пособие для сред. учеб. заведений. В 2-х ч. Ч. 1. -М.: Просвещение, 1985. - 96 с.

2. Каймин В.А., Щеголев А.Г., Ерохина Е.А., Федюшин Д.О. Основы информатики и вычислительной техники. -М.: Просвещение, 1989.

3. Кушниренко А.Г., Лебедев Г.В., Сворень Р.А. Основы информатики и вычислительной техники: Проб. учеб. для сред. учеб. заведений. - М.: Просвещение, 1990. - 224 с.

4. Вершинин О.Е. За страницами учебника информатики: Кн. Для учащихся 10-11 кл. сред. шк. - М.: Просвещение, 1991. -352 с.

5. Семакин И.Г., Хеннер Е.К. Базовый курс ОИВТ: “Пермская версия” (часть1) //ИНФО. - № 5. -1994. -С.3-8.

6. Семакин И.Г. Базовый курс ОИВТ: “Пермская версия” (часть2) //ИНФО. - № 5. -1994. -С.9-19.

7. Обязательный минимум содержания образования по информатике. //ИНФО. - № 6. -1997. -С.3-4.

8. Билеты выпускного экзамена по информатике. //ИНФО. - № 1. -1998. -С.13-16.