10. Каковы роль и место понятия языка в информатике? Раскройте теоретические основы темы «Языки представления чисел: системы счисления».
Изучаемые вопросы:
Позиционные и непозиционные системы счисления;
Основные понятия позиционных СС, основание, алфавит;
Развернутая форма представления чисел в позиционной СС;
Перевод чисел из одной СС в другую;
Двоичная арифметика;
Связь между двоичной, восьмеричной и шестнадцатеричной СС.
При введении данной темы на занятиях рекомендуется подвести учащихся к различию между позиционной и непозиционной записью числа. На примере записи числа в римской и десятичной СС показать в каком случае позиция символа в записи отражается на значении этого числа.
При изложении данной темы рекомендуется заглянуть в историю данного вопроса, дать понятие СС, показать разнообразные примеры, на примерах подвести учащихся к различию между позиционными и непозиционными СС, сформулировать определения позиционных и непозиционных СС. Рекомендуется предложить учащимся задания на непозиционные СС (как правило на римскую: М – 1000, D – 500, С – 100, L – 50…). Далее начинается подробное изучение темы «Позиционные СС». Прежде чем знакомиться с 2-ой, 8-ой, 16-ой СС необходимо подробно вспомнить десятичную СС. Что такое свернутая и развернутая форма записи числа, алфавит СС, основание. Далее идет знакомство с 2-ой СС. Рекомендуется заполнить таблицу: название СС, основание СС, алфавит. Научить детей записывать ряд чисел: 0, 1, 10, 11, 100, 101… Обратить внимание на прочтение чисел. Далее рассмотреть алгоритмы перевода в 10-ую СС и обратно. Действия с дробными числами в 2-ой и других СС в базовом курсе информатики рассматриваются при достаточном количестве часов, в обязательный минимум этот материал не входит. Далее рекомендуется рассмотреть 8-ую и 1-ую СС. Следующая тема «Арифметические операции». Рекомендуется сначала рассмотреть сложение чисел, затем вычитание как обратную операцию.
11. Сопоставьте особенности изучения линии представления информации в различных учебниках для основной школы. Перечислите основные разделы линии. Раскройте теоретические основы рассматриваемых вопросов.
Представление информации в компьютере. Данная тема изучается либо в рамках темы «Линия компьютера», либо в рамках той технологии , которая соответствует виду рассматриваемой информации. Линии компьютера: История ВТ, АО, ПО, кодирование (текстовой, графической, числовой, звуковой информации).
Изучаемые вопросы:
Символьная и образная информация, воспринимаемая человеком.
Язык как способ представления символьной информации.
Естественные и формальные языки.
Формальный язык и предметная область.
Тема представления информации является сквозной в курсе информатики. Ключевым понятием этой темы выступает понятие языка.
Обсуждая проблему восприятия человеком информации из внешнего мира, нужно обратить внимание учеников на то, что человек обладает множеством каналов, по которым в его мозг (память) поступает информация. Эти каналы — наши органы чувств.
Примем следующее модельное предположение относительно информационной функции человека: информацию, с которой имеет дело человек можно разделить на два вида: на символьную и образную. Образная информация — это сохраненные в памяти ощущения человека от контакта с источником; она воспринимается всеми органами чувств человека.
Далее речь будет идти лишь о символьной информации. Понятие языка применимо только к этому виду информации и вводится следующим определением: язык — это определенная система символьного представления информации.
Языки делятся на две группы: естественные и формальные. Естественные языки — это исторически сложившиеся языки национальной речи. Формальные языки — это искусственно созданные языки для профессионального применения.
С любым языком связаны следующие понятия: алфавит — множество используемых символов; синтаксис — правила записи языковых конструкций (текста на языке); семантика — смысловая сторона языковых конструкций; прагматика — практические последствия применения текста на данном языке.
12. Каковы методические подходы к раскрытию понятия архитектуры компьютера? Назовите основные устройства компьютера и принцип программного управления. Составьте терминологический словарь по данной теме. Проанализируйте подходы к изучению темы «Архитектура компьютера» в различных учебниках информатики для основной школы.
Компьютер – универсальное электронное устройство для обработки информации. Компьютер – двумерная система (АО и ПО).
Изучаемые вопросы:
Основные устройства компьютера;
Принцип программного управления;
Виды памяти;
Организация внутренней и внешней памяти.
Необходимо ввести понятие архитектуры. Понятие архитектуры компьютера рекомендуется обсудить вместе с учащимися и сформулировать его. Минимальным уровнем изучения АО является название устройства компьютера и его назначение. Существуют различные классы ЭВМ. ПК относится к микро ЭВМ. Структуру при которой к информационной магистрали подключаются устройства называется архитектурой. Информационная связь между устройствами осуществляется через шину. Максимальным уровнем является изучение системы команд процессора = язык машинных команд. Но в базовом курсе максимальный уровень рассматривать не рекомендуется. При изучении темы идет постоянное углубление материала. В процессе углубления называются основные характеристики устройств, их виды, принципы их работы. В пропедевтическом курсе, можно и в базовом, вводить устройства компьютера через аналогию с человеком..
Функция |
Человек |
Компьютер |
Хранение информации |
Память |
Устройства памяти |
Обработка информации |
Мышление |
Процессор |
Прием информации |
Органы чувств |
Устройства ввода |
Передача информации |
Речь, двигательная система |
Устройства вывода |
Также рекомендуется рассматривать схему информационного обмена данными между устройствами компьютера.
В общей методике отражены 2 основных вида архитектуры компьютера: классическая (Джон фон Неймон) и шинная.
Трудность: в учебниках даются общие знания, на практике изучаются на конкретных марках компьютеров. Вводя понятие необходимо называть показатели на школьных компьютерах дл наглядности. Рассказывать о перспективах развития. Учащиеся должны знать основные свойства компьютера. Внутренняя память: настройки на микросхемах, энергозависимость, быстрая память, небольшие по объему. Внешняя память: энергонезависимость, медленность, объем больше, чем во внутренней.
Понятия для словаря: архитектура компьютера, компьютер, виды архитектуры, процессор, тактовая частота, разрядность, КЭШ память, ОП, внешняя память, устройства ввода-вывода, модем, материнская плата, многоядерность.
Подходы:
1) Босова ,5 класс: изучение темы начинается с названия основных устройств компьютера (нач. с процессора), также указываются устройства ввода-вывода.
2) Семакин, 8 класс: ввод в тему производится посредством аналогии компьютера и человека; изучается компьютерная память, устройство ПК, его характеристики.
3) Угринович, 8 класс: сразу осуществляется переход к устройству компьютера (нач. с процессора и системной платы), далее изучаются устройства ввода-вывода, ОП, долговременная память.
13. Понятие и основные функции операционных систем. Файловая структура. Операции с файлами и папками. Понятие интерфейса. Графический интерфейс. Подготовьте фрагмент словаря терминов. Как можно ввести новые понятия по данной теме? Какие приемы умственных действий лежат в основе формирования этих понятий у учащихся? Спланируйте изучение темы «Операционная система». По какому учебному пособию вы составили данный план. Выбор обоснуйте.
Рассматриваемые вопросы:
Понятие ПО и его назначение;
Классификация ПО;
Основные свойства и функции ОС;
Начальные сведения об организации файлов;
Вирусы и антивирусные программы.
При изучении темы необходимо донести учащимся, что ПК представляет двумерную систему (АО и ПО). Основная схема решения задач с помощью ПК: задача – выбор программы – работа с программой. При рассмотрении классификации ПО взять за основу следующую классификацию: системное ПО (ОС, утилиты, драйвера), прикладное ПО (текстовые, графические редакторы, игры и так далее), системы программирования. Сформировать умение определять группы программ и отличать системное от прикладного ПО. Системное ПО предназначено для управления работой ПК и его обслуживание. Прикладное ПО. Далее необходимо привести примеры на каждую группу ПО. По системам программирования необходимо ввести основные понятия: система программирования, языки программирования, программа, привести примеры языков программирования. Проверить изучаемое ОС на примере, которая установлена в кабинете информатики. Учащиеся должны знать общее назначение ОС и основные функции (управление устройствами, взаимодействие с пользователем, работа с файлами). Более подробно остановиться на пользовательском интерфейсе, показать его унифицированность (меню, значки, окно, ярлыки). Современные ОС имеют графический интерфейс, позволяют решать несколько задач одновременно. Основные пользовательские навыки: умение найти программу и инициализировать ее, выполнять операции с файлами, получать справочную информацию. Дать основные типы данных. На изучение темы «Вирусы и антивирусные программы» отводится не более часа. Понятия: вирус, виды вирусов, антивирусные программы, функции антивирусов, примеры. Разобрать работу антивирусных программ на примере. Организовать работу с антивирусной программой. Если нет возможности, используя виртуальные машины.
Словарь должен включать: ОС, файловая структура, файл, папка, каталог, интерфейс, тип, расширение файла.
Ввод понятий осуществляется на основе аналогии, например, файловая структура – родословная, ОС – менеджер, файл и папка - обычная папка.
Приемы умственных действий: сравнение, аналогия (исп. в этой теме), анализ, синтез, обобщение, абстрагирование.
Планирование темы «ОС»
Тема изучается в течении 3х уроков:
1) Понятие ОС, основные функции ОС: понятие ОС, интерактивный режим, сервисный режим, системы программирования. Практика: знакомство со справочной системой ОС.
2) Файл, файловая структура: понятие файла, имя файла, логические диски, путь к файлу и полное имя файла, таблица размещения файлов на диске. Практика: работа с файловой системой.
3) Пользовательский интерфейс: дружественный пользовательский интерфейс, объектно-ориентированный интерфейс, объекты и контекстное меню. Практика: знакомство с пользовательским интерфейсом.
Семакин наиболее полно представляет данную тему. В учебнике Угриновича материал представлен более сложно.