ФАКУЛЬТАТИВНЫЙ
КУРС «ПУТЕШЕСТВИЕ В ИСТОРИЮ ИНФОРМАТИКИ» ДЛЯ УЧАЩИХСЯ СТАРШИХ КЛАССОВ
Термин
«информатика» появился в 80-х годах как название совокупности естественных
наук, изучающих процессы передачи, обработки и хранения информации. В рамках
информатики объединяются научные направления, тесно связанные с появлением
компьютеров и проникновением их во все сферы деятельности человека. В настоящее
время наука информатика достигла той степени зрелости, когда следует оглянуться
на прошлое, проанализировать накопленный опыт и наметить основные направления
развития. Изучая историю информатики, жизнь и деятельность ее главных героев,
их удачи и ошибки, можно точнее выбрать направления дальнейших исследований и
разработок, предупредить нежелательные последствия, проследить преемственность
в развитии научной теории и практики на протяжении нескольких десятилетий.
Кроме этого, изучение истории повышает познавательный интерес и способствует
более глубокому осмыслению учебного материала.
Факультативный курс
«Путешествие в историю информатики» дает систематическое изложение истории
информатики. Изучение курса предполагает знакомство с возникновением и
развитием вычислительной техники, общего и прикладного программного обеспечения
ЭВМ, алгоритмических основ информатики, научными биографиями выдающихся ученых
в области информатики. В итоге учащиеся получат цельное представление об
информатике, ее роли и месте в жизни современного общества.
Факультативный
курс разработан с соблюдением принципа модульности, при котором формируются
относительно независимые блоки-модули, что позволяет легко комбинировать
изложение материала, быстро возвращаться к повторному изложению, оперативно
дополнять и обновлять читаемый курс. Курс рассчитан на 42 часа и может быть
предложен учащимся 10-11 классов. При изучении данного курса можно использовать
сайты – виртуальные музеи информатики и ВТ.
Цель
курса:
дать целостное представление об информатике как науке, показать в историческом
плане развитие вычислительных машин, программного обеспечения, алгоритмических
основ информатики. Повысить познавательный интерес к изучению информатики,
используя активные методы и современные технические средства обучения. Развивать
самостоятельность, элементы поисковой деятельности, осуществляя поиск
информации в сети Интернет по заданной теме. Сформировать умения и навыки
обобщения информации, выделения главного в изученном материале, построения
сообщения, умения высказывать предположения, объяснять и обосновывать их,
выдвигать проблемы и переформулировать задачи.
Воспитывать активную жизненную позицию.
Задачи курса:
- ознакомить учащихся с
развитием вычислительных устройств от механических до современных ЭВМ;
- показать возможности
программного обеспечения ЭВМ;
- раскрыть роль информатики как
интегрирующей науки;
- показать вклад известных
ученых в становление информатики.
Рекомендуемые
формы и методы проведения занятий
Формы занятий:
урок – лекция и семинар. На лекциях сообщается новый материал, а на семинарах –
доклады школьников по достижениям в информатике крупных ученых или примеры
программирования на разных типах ЭВМ.
Тематическое планирование факультативного курса
«Путешествие в историю информатики»
№
|
Наименование тем
|
Всего часов
|
В том числе
|
лекция
|
семинар
|
1
|
Происхождение
термина «информатика»
|
4
|
4
|
-
|
2
|
История доэлектронной
информатики
|
4
|
2
|
2
|
3
|
Зарождение
электронной информатики
|
4
|
2
|
2
|
4
|
Развитие ЭВМ,
проблемного и системного программирования
|
12
|
6
|
6
|
5
|
Развитие
технологических основ информатики
|
4
|
2
|
2
|
6
|
Формирование и
эволюция информационно-вычислительных сетей
|
4
|
2
|
2
|
7
|
Искусственный
интеллект: научный поиск и проектно-технологические решения
|
4
|
4
|
-
|
8
|
Информатика
и образование – историзм и современность
|
4
|
2
|
2
|
9
|
Зачёт
|
2
|
-
|
2
|
ИТОГО
|
42
|
24
|
18
|
Содержание факультативного курса
1.
Происхождение термина «информатика» (4 часа)
Определение
информатики как науки. Информатика как отрасль производства и как учебный
предмет. Составляющие информатики: алгоритмическая, техническая, программная
[1].
2.
История доэлектронной информатики (4 часа)
Механические и
электромеханические устройства и машины. Аналитическая машина Ч. Бэбиджа (1837)
и первая машинная программа. Аналоговая вычислительная техника.
Дифференциальные анализаторы А. Н. Крылова (1911) и В. Буша (1931). Логические
машины У. Джевонса (1869), П. Д. Хрущева (ок. 1900) и А. Н. Щукарева
(1911). Доказательство возможностей и первые результаты в области анализа и
синтеза релейных схем на основе алгебры логики в независимых исследованиях (ок.
1938) Кл. Шеннона, В. А. Розенберга. Последующие
исследования и результаты, полученные М. А. Гавриловым. Формализация понятия «алгоритм». Абстрактная
машина Тьюринга (1936). Программно-управляемые ЦВМ на электромеханических реле:
Ц-3 (1941) К. Цузе, МАРК-1 (1944) Г. Айкена, машины серии «Белл»
Дж. Стибица.
3.
Зарождение электронной информатики (4 часа)
Технические и социальные
предпосылки. Изобретение лампового триггера (М. А. Бонч-Бруевич, 1918).
Электронные счетчики импульсов. Рост объемов необходимых вычислений в
научно-исследовательских и опытно-конструкторских работах. Первые проекты ЭВМ.
Работающая модель машины Атанасова-Берри (1939) и постройка опытного образца
(1939–1942). Памятная записка Г. Шрейера (1939) и постройка
арифметического устройства (1942) Г. Шрейром и К. Цузе. Машины
«Колосс» (1943) и «Колосс Марк-2» (1944). Памятная записка Дж. Маучли (1942) и
постройка ЭНИАК (1943–1945). Концепция машины с хранимой программой
Дж. Неймана (1946). Первые несерийные ЭВМ с хранимой программой.
Британские машины МАРК-1 (1948) и ЭДСАК (1949); проект АКЕ (А. Тьюринг).
Роль С. А. Лебедева. Машины МЭСМ (1951) и БЭСМ (1952).
И. С. Брук. Машины М-1 (1951) и М-2 (1952).
Зарождение программирования.
Программирование на языке машины и символьных обозначениях. Метод библиотечных
подпрограмм (М. Уилкс, 1951). Планкалькюль К. Цузе (1945).
Операторный метод программирования (1952–1953, А. А. Ляпунов). Концепция
крупноблочного программирования (1953–1954, Л. В. Канторович) [2].
4.
Развитие ЭВМ, проблемного и системного программирования (12 часов)
Поколение ЭВМ. Обоснование
критерия периодизации. Поколения: 1-е (50-е гг.), 2-е (первая половина 60-х
гг.), 3-е (вторая половина 60-х гг.– первая половина 70-х гг.), 4-е
(вторая половина 70-х гг. – 80-е гг.), 5-е (90-е и 2000-е гг.). Характеристика
поколений по схеме: технические параметры, классы машин и сфера их применения,
языки программирования и математическое обеспечение ЭВМ, архитектурные
особенности, элементная база, парк ЭВМ. Особенности смены поколений и развития
электронной вычислительной техники в России.
Проекты ЭВМ исторического
значения – международного и национального. Гамма-60, Франция (1959), Стретч,
США (1961), Атлас, Великобритания (1962), СДС-6600, США (1964), БЭСМ-6, СССР
(1967), ИБМ-360, США (1965–1969), Иллиак-4, США (1972), Крей, США (1976),
Японский проект ЭВМ пятого поколения (1980).
Тенденции и закономерности
развития. Эволюция технических и технико-экономических характеристик ЭВМ.
Тенденции в области проблемного и системного программирования, архитектуры и
структуры ЭВМ. Некоторые общие закономерности развития средств переработки информации.
5.
Развитие технологических основ информатики (4 часа)
Миниатюризация элементов на
протяжении всей истории вычислительной техники – от первых счетных приборов до
современных ЭВМ.
Полупроводниковые
интегральные схемы – технологическая основа развития информатики с 1965
г. до наших дней. Закон Мура. Ограниченность спектра возможностей любых
средств повышения эффективности (программных, структурных, сетевых, с помощью
интеллектуальных моделей и т.п.) по сравнению с возможностями, обусловленными
интеграцией полупроводниковых схем. Первое десятилетие XXI в. Возможности технологии
интегральных схем и проекты в области информатики, находящейся в стадии
реализации.
6.
Формирование и эволюция информационно-вычислительных сетей (4 часа)
Смена наиболее динамично
развивающихся направлений в области сетей.
Многомашинные территориальные
комплексы для решения специальных крупномасштабных задач (противовоздушная
оборона, космические полеты и т.п.) и рационального использования
вычислительных ресурсов. Система ПВО Североамериканского континента «Сейдж». Идея
разделения времени (К. Стрейчи, 1959). Концепция всеобщего
информационно-вычислительного обслуживания (Дж. Маккарти, 1961). Проект МАК
(1963). Работа в диалоговом режиме и графоаналитическое взаимодействие человека
с машиной. Первые универсальные информационно-вычислительные сети: Марк II (1968), Инфонет (1970), Тимнет
(1970). Сеть Арпанет (1971). Развитие специализированных сетей. Информационно-вычислительные
сети в СССР. Проект Государственной сети вычислительных центров (В. М. Глушков,
1963). Формирование ГСВЦ.
Локальные вычислительные
сети. Интернет, «всемирная паутина», и процессы глобализации.
7.
Искусственный интеллект: научный поиск и проектно-технологические решения (4
часа)
Первые исследования и первые
машинные программы решения интеллектуальных задач. Машинный перевод.
Джорджтаунский эксперимент (1954). Исследования в СССР (А. А. Ляпунов, Ю. Д.
Апресян, О. С. Кулагина и др.). Доказательство теорем. Метод
резолюций (Дж. Робинсон, 1965) и обратный метод Ю. С. Маслова (1967).
Эвристическое программирование. Распознавание образов. Персептрон
(Ф. Розенблатт, 1957). Игровые программы: идеи Кл. Шеннона (1947), метод
граней и оценок (А. Брудно), программа М. М. Ботвинника «Пионер». Сочинение
музыки и текстов. «Иллиак-сюита» (Л. Хиллер и Л, Айзексон, 1955). Исследования
Р.Х. Зарипова.
Формирование общих подходов к
решению интеллектуальных задач. Лабиринтная модель и Универсальный решатель
задач А. Ньюэлла и Г. Саймона (1959). Реляционная модель и
ситуационное управление (Д. А. Поспелов и В. Н. Пушкин).
Информационный (феноменологическое моделирование) и бионический (структурное
моделирование) подходы к решению интеллектуальных задач.
Развитие теории и практики
искусственного интеллекта. Теория представления знаний: фреймы (М. Минский,
1974), сценарии (Р. Шенк), продукционные системы, семантические сети.
Теория вопросно-ответных и диалоговых систем. Развитие практического
применения: интеллектуальные пакеты прикладных программ, расчетно-логические,
обучающие системы (тьюторы), экспертные системы [2].
8.
Информатика и образование – историзм и современность (4 часа)
Становление
курса по ОИВТ
в общеобразовательных учреждениях и развитие школьной информатики [3].
9.
Зачёт (2 часа).
При
подготовке к семинару учитель определяет тему, цели и задачи, круг обсуждаемых
вопросов; подбирает и рекомендует литературу для учащихся; распределяет темы
докладов; инструктирует учеников о главных этапах работы, консультирует по ходу
подготовки докладов и проверяет их готовность (важно, чтобы доклады не были
простым пересказом). План семинара и список рекомендуемой литературы сообщается
учащимся заранее. Наряду с индивидуальными заданиями всем ученикам учитель дает
общее задание, знакомит их с темой семинара – это важное условие активного
участия учеников в семинаре, так как он не должен сводиться лишь к
прослушиванию докладов. Задача преподавателя вовлечь всех в работу: в
обсуждение сообщений, выполнение записей в тетрадях, ответы на контрольные
вопросы.
По
материалам лекций, семинарских занятий и сайтов можно рекомендовать заполнить
таблицы, например:
Поколение
ЭВМ
|
Название
ЭВМ
|
Элементная
база
|
Быстродействие
|
Оперативная
память
|
Внутренняя
память
|
Внешняя
память
|
|
|
|
|
|
|
|
Семинары содействуют развитию
у учащихся навыков самостоятельного приобретения знаний, воспитанию их воли,
трудолюбия, интереса к предмету. Их организуют с целью повторения,
систематизации и уточнения полученных знаний, развития умения применять знания
при решении задач. При подготовке семинара первостепенное значение имеет
дифференцированный подход к ученикам, а при его проведении – обеспечение
активного участия всех в обсуждении вынесенных на семинар вопросов [3].
По
способу проведения различают такие семинары: собеседование, обсуждение
рефератов и докладов, решение задач, работа с ППС, семинары смешанного типа и
комплексного характера, цель последних – обобщение и систематизация знаний
учащихся по смежным предметам.
Для
обеспечения наглядности обучения необходимо привлекать материалы сайтов
посвященных истории информатики.
Текущий
контроль следует осуществлять по направлениям: посещаемость занятий; выполнение
текущих заданий, умение записывать лекции и материал семинаров.
Самоконтроль
ученики могут реализовывать по результатам подготовки к семинарам.
Итоговый
контроль проводится в виде зачета по курсу.
Виды самостоятельной
работы:
-
подготовка
докладов к занятиям;
-
подготовка
индивидуальных заданий к семинарам;
-
подготовка
учебного проекта.
Библиографический список
- Корогодин, В. И. Информация как основа жизни [Тест]/ В.И. Корогодин,
В.Л. Корогодина. – Дубна: Феникс, 2000. – 188 с.
- Полунов,
Ю.Л. От абака до компьютера: Судьбы людей и машин: Книга для чтения по
истории вычислительной техники: В 2 т. [Текст]/ Ю.Л. Полунов. – М.:
Русская редакция, 2004. – 245 с.
3.
Софронова, Н.В. Теория и методика обучения
информатике: Учеб. пособие. [текст]/ Н.В. Софронова. – М.: Высш. шк.,
2004. – 223 с.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.