Методика обучения данной темы в школьном курсе информатики.

Сравнение планируемых результатов обучения теме в основной школе

1. Стандарт 2004 г.:

- минимум содержания: Информация. Единицы измерения информации.

- знать/понимать: единицы измерения количества;

- уметь: оценивать числовые параметры информационных объектов и процессов (объем памяти, необходимый для хранения информации);

2. ФГОС:

- требования к результатам обучения:

Выпускник научится:

• использовать термины «информация», «сообщение», «данные», а также понимать разницу между употреблением этих терминов в обыденной речи и в информатике;

• описывать размер двоичных текстов, используя термины «бит», «байт»;

Выпускник получит возможность:

• узнать о том, что любые данные можно описать, используя алфавит, содержащий только два символа, например 0 и 1;

Методика обучения теме в основной школе на основе анализа ряда УМК Семакин:7 класс «Человек и информация», 4(3+1). Босова 7класс,«Информация и информационные процессы», 2(1+1). Угринович 7- 8 класс, «Информация и информационные процессы». 1 час в 7 классе и 2 часа в 8 классе.

Перечень понятий и особенности их введения

Алфавитный (кибернетический) подход

Кибернетика – это наука об общих свойствах процессов управления в живых и неживых системах.

Для описания неживых систем используется понятие «чёрного ящика» (кибернетическая система).

Главные характеристики «чёрного ящика» - это входная и выходная информация. Информация между чёрными ящиками передаётся в виде некоторой последовательности сигналов. Здесь речь идёт об измерении количества информации в символьном сообщении, составленном из символов некоторого алфавита. К содержанию текста такая мера информации отношения не имеет.

Алфавит – конечное множество символов используемых для представления информации.

Число символов в алфавите называется мощностью алфавита

Допускается предположение о равновероятности появления в сообщении любого символа, тогда количество информации, которая несёт каждый символ вычисляется из уравнения Хартли , N – мощность алфавита, i – информационный вес символа.

Тогда количество информации во всём сообщении, состоящем из к символов определяется по формуле .

Минимальная мощность алфавита, пригодного для передачи информации, равна 2.

Один символ двоичного алгоритма несёт один бит информации.

Байт вводится как информационный вес символа из алфавита мощностью 256 (необходимое количество символов для английского алфавита, национального алфавита и специальных знаков).

Так как , то 1 байт = 8 бит.

Представляя ученикам более крупные единицы (килобайт, мегабайт и тд.), необходимо обратить внимание, что увеличение происходит раз.

Типы задач/заданий

В условиях задач по теме «Измерение информации. Алфавитный подход» связываются между собой следующие величины: мощность символьного алфавита — N; информационный вес символа — i; число символов в тексте (объем текста) — К; количество информации, заключенной в тексте (информационный объем текста) — I. Кроме того, при решении задач требуется знать связь между различными единицами информации: бит, байт, килобайт, мегабайт, гигабайт.

Задачи, соответствующие уровню минимального содержания базового курса, рассматривают лишь приближение равновероятного алфавита, т. е. допущение того, что появление любого символа в любой позиции текста — равновероятно.

Наличие ЦОР (типы): презентации;- тесты.

Варианты контроля знаний и умений: практические задания;- тесты;-домашние работы.

Пути повышения эффективности учебного процесса: Использовать презентации и парную форму работы. Проверять уровень усвоения материала с помощью теста.

Продолжение изучения темы в старшей школе

В старших классах для базового уровня рассматриваются те же вопросы, что и в основной школе, но при использовании формулы Хартли можно уже работать с логарифмами и решение будет записываться . Здесь i – количество информации содержащееся в сообщении об одном из N равновероятных исходов события.

Для профильного уровня обязательно рассматривается содержательный подход.

Содержательный (субъективный) подход

Информация – это знания, которые он получает из различных источников.

Определение вводится как результат беседы в форме диалога об источниках получения и о примерах какой-либо информации.

Учителю необходимо ввести два типа информации: 1) декларативную (я знаю что…); 2) процедурную (я знаю как…).

Это пропедевтика подразделения информации при работе на ПК: декларативные знания – данные, процедурные знания – алгоритмы работы.

Приняв определение информации, как знания людей, приходим к выводу, что информация – содержательное нашей памяти, такую информацию называют внутренней. Существует внешняя информация, которая хранится в книгах, электронных носителях и т.д.

С позиции содержательного подхода просматривается следующая цепочка понятия: информация→сообщение→информативность сообщения→единица измерения информации→информационный объём сообщений.

Сообщения – информационный поток, который в процессе передачи информации поступит к принимающему субъекту.

Сообщение будет информативным, если оно пополняет знания человека.

Учащимся можно предлагать поиграть в своеобразную викторину, учитель предлагает вопросы, на которые ученик отвечает письменно, и оценивает информативность(«+», «-»), и почему не информативно(не новое, непонятное).

В рамках содержательного подхода единица измерения информации должна быть мерой пополнения знаний субъекта.

Сообщение, уменьшающее неопределенность знаний в 2 раза, несёт 1 бит информации.

Это поясняется на примере с двумя равновероятностными исходами – бросание монеты (сообщение о том, что событие состоится).

, N –количество равновозможных исходов, i – количество информации в сообщении, что один из исходов произошёл.

Задачи по теме «Измерение информации. Содержательный подход» связаны с использованием уравнения 2ⁱ = N. Возможны два варианта условия задачи: 1) дано N, найти i; 2) дано i, найти N.

В случаях, когда N равно целой степени двойки, желательно, чтобы ученики выполняли вычисления «в уме». Как уже говорилось выше, полезно запомнить ряд целых степеней числа 2 хотя бы до 2¹⁰. В противном случае следует использовать таблицу решения уравнения 2ⁱ = N, приведенную в и , в которой рассматриваются значения N от 1 до 64.

Этот подход представлен не во всех УМК. Так у Семакина в главе «Теоретические основы информатики».