Программа элективного курса "Решение типовых задач по информатике"

Разделы: Информатика


Пояснительная записка

Курс «Решение типовых задач по информатике» предназначен для учащихся 10–11-х классов. Современные профессии, предлагаемые выпускникам учебных заведений, становятся все более интеллектоемкими. Информационные технологии, предъявляют высокие требования к интеллекту работников, занимают лидирующее положение на международном рынке труда. Поэтому для подготовки детей к жизни в современном информационном обществе в первую очередь необходимо развивать логическое мышление, способности к анализу и синтезу.

Содержание курса рассчитано на изучение в течение 32 часов и включает в себя четыре раздела: «Информация и информационные процессы», «Представление информации в компьютере», «Аппаратное обеспечение компьютера. Пользовательские характеристики устройств», «Программное обеспечение».

Содержание курса

Раздел 1. Информация и информационные процессы (12 часов).

Цели изучения раздела:

  • выработать ориентиры в существующих научных взглядах на феномен информации, более широкий взгляд на те явления, которые описываются термином «информация»;
  • сформировать умения: дискретизировать аналоговые сигналы, определять вид и свойства информации;
  • измерять информацию, определять информационную емкость носителей информации, выражать информационный объем в различных единицах измерениях;
  • кодировать и декодировать информационные сообщения; определять правила обработки информации;
  • выделять объекты, участвующие в процессе передачи информации;
  • составлять алгоритмы поиска информации.

Тема «Информация. Носители информации».

Типы задач:

  • Анализ объектов с точки зрения различных подходов к определению информации.
  • Выделение носителей информации.

Цели и задачи:

  • подвести учащихся к пониманию того, что понятие «информация» является обобщающим для многих разнообразных понятий;
  • подготовить их к восприятию определений понятия «информация»;
  • выработать у учащихся ориентиры в существующих научных взглядах на феномен информации;
  • выработать у учащихся широкий взгляд на те явления, которые описываются термином «информация»;
  • продемонстрировать учащимся, что любой материальный объект может быть носителем информации;
  • отработать понятия «носитель информации», «сигнал как носитель информации», «дискретный сигнал», «аналоговый сигнал».

Тема «Виды и свойства информации».

Типы задач:

  • Определение вида информации по способу восприятия и форме представления.
  • Определение и описание свойств информации.

Цели и задачи:

  • развить у учащихся понимание роли и значения информации в жизнедеятельности отдельного человека и всего общества;
  • закрепить знание учащимися свойств информации.

Тема «Кодирование информации».

Типы задач:

  • Использование разных языков для кодирования информации.
  • Кодирование и декодирование сообщений с использованием кодов постоянной и переменной длины. Вычисление минимальной длины кода.

Цели и задачи:

  • продемонстрировать учащимся, что каждый язык имеет свое назначение;
  • отработать понятия «код», «длина кода», «код переменной длины», «код постоянной длины», «количество знаков в алфавите»;
  • отработать формулу определения длины кода;
  • отработать формулу определения количества разных элементов, закодированных кодом постоянной длины в заданном алфавите.

Тема «Измерение информации».

Типы задач:

  • Измерение информации в соответствии с техническим и вероятностным подходами.
  • Использование формул Хартли и Шеннона для вычисления количества информации.
  • Установление соотношений между информационным объемом сообщения и местом, которое оно занимает на компьютерных носителях информации.

Цели и задачи:

  • продемонстрировать учащимся взаимосвязь подходов к определению понятия «информация» и ее измерению;
  • сформировать у учащихся навыки измерения информации в соответствии с техническим подходом;
  • отработать измерение информации на основе вероятностного подхода (формула Хартли, формула Шеннона);
  • научить учащихся оценивать примерный объем, занимаемый текстом на носителях информации;
  • учащиеся должны освоить перевод из одних единиц измерения в другие;
  • учащиеся должны уметь различать понятия «информационный объем сообщения», «объем соответствующего файла».

Тема «Передача информации».

Типы задач:

  • Нахождение сходства и различий в работе с информацией человека и компьютера.
  • Выделение объектов, участвующих в процессе передачи информации, и определение их характеристик.
  • Определение пропускной способности канала связи.

Цели и задачи:

  • учащиеся должны научиться оценивать характеристики компьютерных каналов связи;
  • проработать с учащимися схему процесса передачи информации;
  • дать понятие «пропускная способность канала связи».

Тема «Обработка информации».

Типы задач:

  • Знакомство с основными компонентами процесса обработки информации и его принципами.
  • Определение правил обработки информации по состояниям входов и выходов системы.
  • Определение изменяющихся (преобразующихся) в процессе обработки параметров информационных объектов.

Цели и задачи:

  • проработать с учащимися схему обработки информации;
  • дать понятие «принцип «черного ящика»»;
  • продемонстрировать учащимся принцип выдвижения гипотез и их проверки с целью выявления существующих закономерностей;
  • повторить с учащимися основные аспекты информации – семантический, синтаксический, прагматический;
  • продемонстрировать учащимся, что компьютер преобразует в основном форму представления информации (синтаксический аспект), автоматизированное изменение содержания может осуществляться с помощью систем искусственного интеллекта.

Раздел 2. Представление информации в компьютере (8 часов).

Цели изучения раздела:

  • познакомить учащихся с методами дискретизации и оцифровки;
  • добиться понимания учащимися того, что выбор метода двоичного кодирования зависит от тех операций, которые будут производиться над данными (поэтому, например, символы можно кодировать произвольным образом, а числа – только на основе позиционного принципа систем счисления);
  • раскрыть содержание понятия «формат файла»; познакомить учащихся с методами определения объемов файлов, содержащих информацию разного вида.

Тема «Представление текстовой информации в компьютере».

Типы задач:

  • Анализ факторов, влияющих на выбор метода кодирования.
  • Определение кода символа по таблице кодировки; определение символа по его коду.

Цели и задачи:

  • добиться понимания учащимися того, что выбор способа кодирования данных зависит от операций, которые над ними будут производиться;
  • познакомить учащихся с таблицами кодировки.

Тема «Представление чисел в компьютере. Основы компьютерной арифметики».

Типы задач:

  • Определение основания, базиса, алфавита системы счисления.
  • Перевод чисел в десятичную систему счисления на основе формулы позиционного представления.
  • Перевод целых чисел и правильных дробей из десятичной системы счисления в иные системы по заданным алгоритмам.
  • Перевод целых чисел и правильных дробей из разных систем счисления в десятичную систему по заданным алгоритмам.
  • Перевод чисел в кратных системах счисления по заданным алгоритмам.
  • Арифметические действия над целыми числами в разных системах счисления.
  • Арифметические вычисления в смешанных системах счисления.
  • Представление целых и вещественных чисел по правилам хранения их в памяти компьютера.
  • Выполнение операций над числами в нормализованном виде.
  • Использование прямого, обратного, дополнительного кодов.

Цели и задачи:

  • добиться понимания учащимися понятий «основание системы счисления», «базис системы счисления», «разряд числа», «вес разряда»;
  • раскрыть перед учащимися второй аспект понятия «основание системы счисления»;
  • научить учащихся использовать формулу позиционного представления для перевода вещественных чисел из системы счисления с любым основанием в десятичную;
  • продемонстрировать учащимся возможности программы Калькулятор (вид Инженерный или Научный) по работе в двоичной, восьмеричной и шестнадцатеричной системах счисления;
  • научить учащихся выполнять арифметические операции в различных системах счисления;
  • познакомить учащихся с представлением целых чисел в памяти компьютера;
  • познакомить учащихся с представлением чисел в форме с плавающей запятой;
  • продемонстрировать учащимся, что одно и то же содержимое ячеек памяти может быть декодировано по-разному;
  • познакомить учащихся с правилами сложения с плавающей запятой;
  • познакомить учащихся с алгоритмом нахождения прямого, обратного и дополнительного кодов числа.

Тема «Представление графики в компьютере».

Типы задач:

  • Знакомство с растровым и векторным способами кодирования графических изображений.
  • Знакомство с моделями цветопередачи и цветообразования.
  • Определение информационного объема изображения при разной глубине цвета.

Цели и задачи:

  • дать понятия учащимся «матричный способ представления (кодирования, отображения, печати, сканирования) изображения», «векторная графика», «модель цветообразования», «глубина цвета», «цветообразование», «глубина цвета»;
  • проанализировать с учащимися соотношение «глубина цвета – режим хранения изображения».

Раздел 3. Аппаратное обеспечение компьютера. Пользовательские характеристики устройств (8 часов).

Цели изучения раздела: научить учащихся ориентироваться в пользовательских характеристиках ПК.

Тема «Архитектура компьютера».

Типы задач:

  • Анализ архитектуры компьютера.
  • Анализ схем взаимодействия устройств компьютера.

Цели и задачи:

  • учащиеся должны усвоить понятия «архитектура компьютера», «взаимодействие устройств»;
  • дать понятие «магистрально-модульный принцип архитектуры компьютера»;
  • разобрать схему архитектуры ПК, основанной на магистрально-модульном принципе.

Тема «Устройства ввода и вывода информации».

Тип задач:

  • Анализ принципов работы и пользовательских характеристик устройств ввода/вывода.

Цели и задачи:

  • обратить внимание учащихся на то, что технические устройства конструируют на основе принципов антропоцентричности и эргономичности («всё для удобства человека»);
  • продемонстрировать учащимся, что каждая клавиша и некоторые комбинации клавиш имеют присущие только им коды (в соответствии с таблицей кодировки, поддерживаемой операционной системой).

Тема «Устройства отображения информации».

Типы задач:

  • Анализ принципов работы и пользовательских характеристик устройств отображения.

Цели и задачи:

  • продемонстрировать учащимся, что отношение между горизонтальным и вертикальным разрешениями – величина, примерно одинаковая для всех стандартов, что обусловлено особенностями зрительного восприятия человека;
  • уточнение понятий «размер экрана», «размер зерна экрана», «разрешение экрана», и установление взаимосвязи соответствующих характеристик и различных единиц измерения;
  • обратить внимание учащихся на то, что характеристики изображения на дисплее зависят как от параметров видеокарты (видеоадаптера).

Тема «Устройства хранения информации».

Типы задач:

  • Анализ принципов работы и пользовательских характеристик устройств хранения и носителей информации.

Цели и задачи:

  • повторить с учащимися назначение основных видов памяти, определяющих эффективность работы компьютера, а также их свойств;
  • учащиеся должны выявить соотношение, существующее между объемами памяти различных носителей информации;
  • учащиеся должны приобрести опыт сопоставления разных параметров работы устройств.

Тема «Устройства передачи информации».

Типы задач:

  • Анализ принципов работы и пользовательских характеристик устройств передачи информации.

Цели и задачи:

  • научить учащихся ориентироваться в пользовательских характеристиках ПК;
  • дать формулу определения пропускной способности для оценки возможностей компьютера;
  • дать единицу измерения «бод»;
  • научить оценивать время работы при передаче информации с помощью модемов.

Тема «Устройства обработки информации».

Типы задач:

  • Анализ принципов работы и пользовательских характеристик процессоров.

Цели и задачи:

  • учащиеся должны изучить основные характеристики процессора;
  • добиться понимания учащимися того, что эффективность работы компьютера зависит не только от параметров устройств компьютера, но и от архитектуры компьютера, а также принципов лежащих в основе функционирования устройств;
  • учащиеся должны приобрести опыт интерпретации сообщений, сформировать умение ориентироваться в технических характеристиках современных компьютеров и способах их описания.

Раздел 4. Программное обеспечение (4 часа).

Цели изучения раздела: помочь систематизировать факты и сведения о современном ПО и лучше разбираться в назначении типовых программных средств.

Тема «Системное программное обеспечение».

Типы задач:

  • Анализ классификации программного обеспечения.
  • Определение характеристик операционной системы, под руководством которой работает ПК.
  • Анализ основных принципов функционирования операционной системы.
  • Знакомство со способами организации файловой системы компьютера.
  • Поиск файлов, задание шаблонов поиска.
  • Выполнение типовых и нетиповых операций над файлами и каталогами.

Цели и задачи:

  • познакомить учащихся с типами и характеристиками операционных систем;
  • продемонстрировать учащимся принципы и тенденции развития современных ПО;
  • учащиеся должны понять необходимость и назначение всевозможных программ-конверторов;
  • познакомить учащихся с технологиями работы современных ПС и тенденциями их развития;
  • расширить знания учащихся об основных принципах работы современных ОС;
  • научить учащихся ориентироваться в системе меню ПС, видеть за пунктами меню соответствующие операции, оценивать возможности изучаемого ПС;
  • научить учащихся выбирать из нескольких ПС одного назначения наиболее удобное для себя.

Тема «Специальное программное обеспечение».

Типы задач:

  • Обнаружение вирусов и средства их уничтожения.
  • Знакомство с целями и средствами архивации данных.
  • Знакомство с назначением, возможностями и целесообразностью применения утилит.

Цели и задачи:

  • познакомить учащихся с антивирусными программами;
  • дать понятие «резидентная программа»;
  • учащиеся должны приобрести опыт работы с программами-архиваторами;
  • продемонстрировать учащимся возможности программ-архиваторов и особенности использования архивов различных типов;
  • познакомить учащихся с разными видами сервисного ПО, назначением и возможностями утилит.

По окончании изучения курса учащиеся должны уметь:

  • определять вид и свойства информации;
  • измерять информацию, определять информационную емкость носителей информации, выражать информационный объем в различных единицах измерения;
  • составлять алгоритмы поиска информации;
  • кодировать и декодировать информацию;
  • определять объемы файлов, содержащих информацию разного вида;
  • ориентироваться в пользовательских характеристиках ПК;
  • разбираться в назначении типовых программных средств.

Литература

  1. Информатика в школе: Приложение к журналу «Информатика и образование». №4–2003. – М.: Образование и Информатика, 2003.
  2. Сафронов И.К. Задачник-практикум по информатике. – СПб.: БХВ – Петербург, 2002.
  3. Семакин И.Г. Информатика. / И.Г. Семакин, Е.К. Хеннер – М.: БИНОМ. Лаборатория Знаний, 2002.
  4. Угринович Н.Д. Информатика и информационные технологии. Учебник для 10–11 классов / Н.Д. Угринович. – М.: БИНОМ. Лаборатория Знаний, 2003.
  5. Бешенков С.А., Ракитина Е.А. Информатика. Систематический курс. Учебник для 10 класса. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001.