Программа элективного курса "Решение типовых задач по информатике основной школы"

Пояснительная записка

Курс «Решение типовых задач по информатике основной школы» предназначен для учащихся 9-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 35 часов и включает в себя шесть разделов: «Кодирование информации», «Информация и информационные процессы», «Представление чисел в компьютере. Основы компьютерной арифметики», «Информационная технология решения задач», «Основы алгоритмизации и программирования», «Моделирование».

Содержание курса

Раздел 1. Кодирование информации (4 часа).

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.

Типы задач:

• Анализ факторов, влияющих на выбор метода кодирования.
• 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.
• добиться понимания учащимися того, что выбор способа кодирования данных зависит от операций, которые над ними будут производиться.

Раздел 2. Информация и информационные процессы (8 часов).

Цели изучения раздела:

• 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.

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.
• 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:

• 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)
• учащиеся должны уметь различать понятия «информационный объем сообщения», «объем соответствующего файла».
• проработать с учащимися схему обработки информации;
• дать понятие «принцип «черного ящика»»;
• повторить с учащимися основные аспекты информации – семантический, синтаксический, прагматический;
• родемонстрировать учащимся, что компьютер преобразует в основном форму представления информации (синтаксический аспект), автоматизированное изменение содержания может осуществляться с помощью систем искусственного интеллекта.

3.Тема «Представление чисел в компьютере. Основы компьютерной арифметики» (4 часа)

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.

Раздел 4 Информационная технология решения задач  (7 часов).

Типы задач:

• Анализ архитектуры компьютера.
• Анализ схем взаимодействия устройств компьютера.
•  Анализ принципов работы и пользовательских характеристик устройств хранения и носителей информации
•  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. Анализ принципов работы и пользовательских характеристик устройств передачи информации
• Анализ принципов работы и пользовательских характеристик процессоров.

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.
• учащиеся должны выявить соотношение, существующее между объемами памяти различных носителей информации;
• учащиеся должны приобрести опыт сопоставления разных параметров работы устройств
• учащиеся должны научиться оценивать характеристики компьютерных каналов связи;
• проработать с учащимися схему процесса передачи информации;
• дать понятие «пропускная способность канала связи».
• 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
• 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. 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 5. Основы алгоритмизации и программирования (6 часов)

Типы задач:

·                    Составление и решение линейных алгоритмов

·                    Определение наибольшего или наименьшего

·                    Упорядочивать числа

·                    Составлять и решать циклические алгоритмы

·                    Работать с массивами данных

Цели и задачи:

·                    Этапы решения задач на ЭВМ

·                    Работа с файлами

·                    Базовые формулы и задачи

·                    Типовые алгоритмы обработки массивов

·                   .Методы решения практических задач

·                    Разработка правильной стратегии.

Раздел 6 . Моделирование (5 часов)

Типы задач:

·         приводить примеры натурных и информационных моделей;

·         проводить в несложных случаях системный анализ объекта (фор­мализацию) с целью построения его информационной модели;

·         ставить вопросы к моделям и формулировать задачи;

·         проводить вычислительный эксперимент над простейшей математической моделью;

·         ориентироваться в таблично-организованной информации;

·         описывать объект (процесс) в табличной форме для простых случаев;

·         различать декларативные и процедурные знания, факты и правила.

·         ориентироваться в информационных моделях на языке гра­фов;

·         описать несложную иерархическую систему в виде дерева;

·         построить базу знаний на Прологе для простой предметной области (типа родственных связей);

Цели и задачи:

·          знать ,что такое модель; в чем разница между натурной и информа­ционной моделью;

·         какие существуют формы представления информационных моделей (графические, табличные, вербальные, математические);

·         что такое реляционная модель данных; основные элементы реляционной модели: запись, поле, ключ записи;

·         какие проблемы решает раздел информатики «Искусствен­ный интеллект»;

·         что такое система, системный анализ, системный подход;

·         что такое граф, элементы графа;

·         что такое иерархическая система и дерево;

. Тематическое планирование

 Основная литература:

1.      А.А.Кузнецов, С.А. Бешенков, Е.А Ракитина, Сборник типовых задач 8-9 класс, Москва, Просвещение, 2006

Дополнительная литература

1. И. Семакин, Е. Хеннер, задачник- практикум в 2-х частях, Москва, Лаборатория базовых Знаний, 2000

2. Тематические тестовые задания для подготовки к ГИА

3. Информатика в школе: Приложение к журналу «Информатика и образование». №4–2003. – М.: Образование и Информатика, 2003.

4. Сафронов И.К. Задачник-практикум по информатике. – СПб.: БХВ – Петербург, 2002.

5. Семакин И.Г. Информатика. / И.Г. Семакин, Е.К. Хеннер – М.: БИНОМ. Лаборатория Знаний, 2002.

6. ЦОР презентации к занятиям.