Конспект урока "Алфавитный подход к изучению количества информации"

Приложение 3

Технологическая карта урока с дидактической структурой

1.Ф.И.О. учителя:                                             Бодров Дмитрий Эдуардович                                                                 

2.Класс:              Дата:                  Предмет:            Информатика              Номер урока по расписанию:                   

3.Тема урока:              Алфавитный и содержательный подход к измерению количества информации                          

4.Место и роль урока в изучаемой теме:        Данный урок идет сразу после вводного урока в теме «Информация»                            

5.Цель урока:     Изучение двух способов измерения количества информации. Развитие у учеников навыков работы в команде.                                                                                                                                                          

Дидактическая структура урока	Деятельность учеников	Деятельность учителя	Ход урока	Планируемые результаты
				Предметные	УУД
Организационный этап	1.Ответ на приветствие 2.Отвечают на вопросы учителя	1.Приветствие 2.Фиксация отсутствующих 3.Проверка подготовленности учащихся к занятию 4.Проверка подготовленности классного помещения к уроку 5.Организация внимания школьников	Учитель: Здравствуйте дети! Ученики: (Встают) Учитель: Садитесь. Кто сегодня дежурный? Ученики: Называют дежурного Учитель: Назовите пожалуйста кто сегодня отсутствует и если известно по какой причине. Дежурный: Называет фамилии(если есть) Учитель отмечает отсутствующих в журнале.		Познавательные: выделение существенной информации из слов учителя Коммуникативные: слушание учителя Регулятивные: умение настраиваться на занятие
Актуализация знаний	1.Отвечают на вопросы учителя 2.Работа с записями в тетрадях 3.Работа с учебником	1.Организация работы школьников 2.Задает вопросы	Учитель: Сегодня мы продолжаем изучать тему «Информация». Кто скажет что такое информация? Ученики: Информация – это сведения об окружающем нас мире. Учитель: Правильно. На экране появляется слайд презентации с определением Учитель: Посмотрите внимательно на доску, попробуйте найти, как объединить изображения справа и изображения слева На доске появляются картинки Ученики: Дорога – линейка, время – секундомер, масса – весы. Картинки в презентации соединяются Учитель: Молодцы! А как вы считаете, можно ли измерить информацию? Ученики: Можно Учитель: А как? Тишина. Учитель: Сейчас существует два подхода к измерению информации: алфавитный и содержательный. Сегодня мы и будем разбирать эти вопросы.	Повторение пройденного на прошлом уроке материала. Проверка усвоения.	Познавательные: поиск и выделение информации; умение строить речевое высказывание; формирование умения наблюдать, делать выводы Коммуникативные: слушание учителя; говорение; понимание на слух вопросов и ответов обучающихся Регулятивные: регуляция учебной деятельности; осуществление самоконтроля и взаимоконтроля
Постановка задачи	1.Слушают учителя	1.Объясняет задачу, которую предстоит выполнить ученикам	Учитель: Для того, чтобы работать было интереснее, проведем ее таким образом: вы разделитесь на две команды, одна будет искать информацию об алфавитном подходе, вторая о содержательном, а в конце урока мы проверим, кто какую информацию нашел. Ученики рассаживаются в нужном порядке. Учитель объявляет какая команды за какой подход отвечает. Учитель: В вашем распоряжении есть 10 минут, можете пользоваться любыми доступными вам источниками информации. Можете приступать		Познавательные: выделение существенной информации из слов учителя; Коммуникативные: умение слушать Регулятивные: постановка вопросов; умение слушать
Работа учащихся	1.Ведут записи 2.Осуществлют работу с информацией	1.Контролирует процесс работы	Учащиеся ищут необходимую информацию в доступных им источниках. Делают необходимые записи. Учитель контролирует процесс.	В ходе работы учащиеся изучают новый материал	Познавательные: компетенция учеников в данном вопросе; умение структурировать знания; осуществление актуализации личного опыта; выбор наиболее эффективных способов решения задач Коммуникативные: инициативное сотрудничество в поиске и сборе информации Регулятивные: постановка вопросов; саморегуляция; прогнозирование
Проверка результатов	1.Выступают у доски 2.Ведут записи 3.Слушают выступающего	1.Слушает выступления учеников	По истечению времени команды выбирают по одному представителю который выходит к доске и оглашает найденную информацию. Ученики: Содержательный подход к измерению информации. Для человека информация — это знания человека. Рассмотрим вопрос с этой точки зрения. Получение новой информации приводит к расширению знаний. Если некоторое сообщение приводит к уменьшению неопределенности нашего знания, то можно говорить, что такое сообщение содержит информацию. Отсюда следует вывод, что сообщение информативно (т.е. содержит ненулевую информацию), если оно пополняет знания человека. Например, прогноз погоды на завтра — информативное сообщение, а сообщение о вчерашней погоде неинформативно, т.к. нам это уже известно. Нетрудно понять, что информативность одного и того же сообщения может быть разной для разных людей. Например: «2x2=4» информативно для первоклассника, изучающего таблицу умножения, и неинформативно для старшеклассника. Но для того чтобы сообщение было информативно оно должно еще быть понятно. Быть понятным, значит быть логически связанным с предыдущими знаниями человека. Определение «значение определенного интеграла равно разности значений первообразной подынтегральной функции на верхнем и на нижнем пределах», скорее всего, не пополнит знания и старшеклассника, т.к. оно ему не понятно. Для того, чтобы понять данное определение, нужно закончить изучение элементарной математики и знать начала высшей. Получение всяких знаний должно идти от простого к сложному. И тогда каждое новое сообщение будет в то же время понятным, а значит, будет нести информацию для человека. Сообщение несет информацию для человека, если содержащиеся в нем сведения являются для него новыми и понятными. Очевидно, различать лишь две ситуации: «нет информации» — «есть информация» для измерения информации недостаточно. Нужна единица измерения, тогда мы сможем определять, в каком сообщении информации больше, в каком — меньше. Единица измерения информации была определена в науке, которая называется теорией информации. Эта единица носит название «бит». Ее определение звучит так: Сообщение, уменьшающее неопределенность знаний в два раза, несет 1 бит информации. Например, после сдачи зачета или выполнения контрольной работы ученик мучается неопределенностью, он не знает, какую оценку получил. Наконец, учитель объявляет результаты, и он получаете одно из двух информационных сообщений: «зачет» или «незачет», а после контрольной работы одно из четырех информационных сообщений: «2», «3», «4» или «5». Информационное сообщение об оценке за зачет приводит к уменьшению неопределенности знания в два раза, так как получено одно из двух возможных информационных сообщений. Информационное сообщение об оценке за контрольную работу приводит к уменьшению неопределенности знания в четыре раза, так как получено одно из четырех возможных информационных сообщений. Неопределенность знаний о некотором событии — это количество возможных результатов события. Если обозначить возможное количество событий, или, другими словами, неопределенность знаний N, а буквой I количество информации в сообщении о том, что произошло одно из N событий, то можно записать формулу: 2I = N. Учитель: Молодцы, очень хорошо поработали. Теперь давайте послушаем вторую команду. Ученики: А теперь познакомимся с другим способом измерения информации. Этот способ не связывает количество информации с содержанием сообщения, и называется он алфавитным подходом. При алфавитном подходе к определению количества информации отвлекаются от содержания информации и рассматривают информационное сообщение как последовательность знаков определенной знаковой системы. Проще всего разобраться в этом на примере текста, написанного на каком-нибудь языке. Для нас удобнее, чтобы это был русский язык. Все множество используемых в языке символов будем традиционно называть алфавитом. Обычно под алфавитом понимают только буквы, но поскольку в тексте могут встречаться знаки препинания, цифры, скобки, то мы их тоже включим в алфавит. В алфавит также следует включить и пробел, т.е. пропуск между словами. Полное количество символов алфавита принято называть мощностью алфавита. Будем обозначать эту величину буквой N. Например, мощность алфавита из русских букв и отмеченных дополнительных символов равна 54. Представьте себе, что текст к вам поступает последовательно, по одному знаку, словно бумажная ленточка, выползающая из телеграфного аппарата. Предположим, что каждый появляющийся на ленте символ с одинаковой вероятностью может быть любым символом алфавита. В действительности это не совсем так, но для упрощения примем такое предположение. В каждой очередной позиции текста может появиться любой из N символов. Тогда, согласно известной нам формуле, каждый такой символ несет I бит информации, которое можно определить из решения уравнения: 2I = 54. Получаем: I = 5.755 бит. Вот сколько информации несет один символ в русском тексте! А теперь для того, чтобы найти количество информации во всем тексте, нужно посчитать число символов в нем и умножить на I. При алфавитном подходе к измерению информации количество информации зависит не от содержания, а от размера текста и мощности алфавита. При использовании двоичной системы (алфавит состоит из двух знаков: 0 и 1) каждый двоичный знак несет 1 бит информации. Интересно, что сама единица измерения информации «бит» получила свое название от английского сочетания «binary digit» - «двоичная цифра». Применение алфавитного подхода удобно прежде всего при использовании технических средств работы с информацией. В этом случае теряют смысл понятия «новые — старые», «понятные — непонятные» сведения. Алфавитный подход является объективным способом измерения информации в отличие от субъективного содержательного подхода. Удобнее всего измерять информацию, когда размер алфавита N равен целой степени двойки. Например, если N=16, то каждый символ несет 4 бита информации потому, что 24 = 16. А если N =32, то один символ «весит» 5 бит. Ограничения на максимальный размер алфавита теоретически не существует. Однако есть алфавит, который можно назвать достаточным. С ним мы скоро встретимся при работе с компьютером. Это алфавит мощностью 256 символов. В алфавит такого размера можно поместить все практически необходимые символы: латинские и русские буквы, цифры, знаки арифметических операций, всевозможные скобки, знаки препинания.... Поскольку 256 = 28, то один символ этого алфавита «весит» 8 бит. Причем 8 бит информации — это настолько характерная величина, что ей даже присвоили свое название — байт. 1 байт = 8 бит. Сегодня очень многие люди для подготовки писем, документов, статей, книг и пр. используют компьютерные текстовые редакторы. Компьютерные редакторы, в основном, работают с алфавитом размером 256 символов. В этом случае легко подсчитать объем информации в тексте. Если 1 символ алфавита несет 1 байт информации, то надо просто сосчитать количество символов; полученное число даст информационный объем текста в байтах. Пусть небольшая книжка, сделанная с помощью компьютера, содержит 150 страниц; на каждой странице — 40 строк, в каждой строке — 60 символов. Значит страница содержит 40x60=2400 байт информации. Объем всей информации в книге: 2400 х 150 = 360 000 байт. В любой системе единиц измерения существуют основные единицы и производные от них. Учитель: Превосходно, вы очень большие молодцы.	В ходе выступлений, каждая команда получает ту информацию которую нашли другие. Это позволяет за более короткое время проработать большую часть информации	Познавательные: умение делать выводы; контроль и оценка процесса и результатов действия Коммуникативные: умение выражать свои мысли в соответствии с условиями коммуникации Регулятивные: саморегуляция; самоконтроль; оценка
Домашнее задание	1.Слушают учителя 2.Записывают задания	1.Говорит задания	Учитель: Итак, запишите домашнее задание, вам необходимо сделать конспект недостающих записей и выучить все определения и знать оба подхода к измерению информации.	Задания даются ученикам для более полного изучения вопроса, а так же закрепления пройденного материала.	Познавательные: выделение существенной информации из слов учителя; Коммуникативные: умение слушать Регулятивные: постановка вопросов; умение слушать
Подведение итогов урока	1.Отвечают на вопросы учителя	1.Задает вопросы 2.Выставляет оценки	Учитель: Итак повторим что мы сегодня узнали Ученики: Что есть содержательный и алфавитный подход к измерению информации. Учитель: А в чем суть каждого подхода? Ученики: При измерении информации с помощью содержательного подхода нам важна информативность сообщения – т.е. его содержание, а при алфавитном только количество символов. Учитель: Все верно, молодцы. Учитель называет самых активных и выставляет оценки Учитель: Урок окончен можете быть свободны	Ученики вместе с учителем вспоминают то что разобрали на уроке, чтобы проще было разобраться с домашним заданием	Познавательные: осознанное и произвольное построение речевых высказываний в устной форме; умение делать выводы Коммуникативные: умение формулировать собственное мнение; построение понятных для собеседника высказываний; умение слушать и вступать в диалог Регулятивные: оценка; самоконтроль; рефлексия