Технологическая карта урока "Логические основы компьютера"

Технологическая карта

Автор	Учитель информатики Козленко Дмитрий Алексеевич
Предмет	Информатика
Класс	8 класс
Тип урока	«Открытие» новых знаний
Тема	Математические основы информатики
Тема урока, № урока по теме	Логические элементы 12
Цель	Деятельностная цель: формирование у учащихся умений реализации новых способов действия. Содержательная цель: расширение понятийной базы за счет включения в нее новых элементов.
Задачи	Образовательная
	1.     Знакомство с дискретными преобразования информации и простейшими электронными схемами, рассмотрение примеров анализа логических схем. 2.     выработать умение корректно и логически безупречно формулировать определение понятий; 3.     научить выполнять вычисления по логическим схемам, и строить логические выражения
	Развивающая
	Способствовать развитию  логического мышления, быстроты реакции, памяти, внимательности, познавательного интереса, и творческих способностей учащихся.
	Воспитательная
	Воспитывать ответственное отношение к информации, уважительное отношение к мнению одноклассников, дисциплинированность, аккуратность.
Планируемые образовательные результаты:	предметные – представление о логических элементах  (конъюнкторе, дизъюнкторе, инверторе) и электронных схемах; умения анализа электронных схем; метапредметные – умения представления одной и той же информации в разных формах (таблица истинности, логическое выражение, электронная схема); личностные – понимание роли фундаментальных знаний как основы современных информационных технологий
Термины, понятия	логический элемент; конъюнктор; дизъюнктор;  инвертор; электронная схема
Образовательные ресурсы	1. презентация «Элементы алгебры логики» из электронного  приложения к учебнику; 2. ресурсы федеральных образовательных порталов: ·        тренажѐр «Логика» (http://kpolyakov.narod.ru/prog/logic.htm); ·        информационный модуль «Достоинcтва и недостатки двоичной системы счисления при использовании ее в компьютере» (fcior.edu.ru); 3. Семакин И.Г. Информатика и ИКТ: учебник для 8 класса / Л.Л.Босова. – 2-е изд., испр.– М.: Бином. Лаборатория знаний, 2017 г.
Используемые на уроке средства ИКТ:	персональный компьютер (ПК) учителя, мультимедийный проектор, экран; ПК учащихся.

Структурные элементы учебного занятия

Этапы урока Задачи Время	Содержание урока	Деятельность учителя			Деятельность учеников		УУД на этапах урока
Организационный  Цель: создание рабочей обстановки на уроке Время -1 мин	– Здравствуйте, ребята! Давайте улыбнемся друг другу и с хорошим настроением начнем наш урок. .	Приветствует учеников; дает настрой на урок.			Приветствуют учителя, проверяют свою готовность к уроку		УУД: регулятивные: волевая саморегуляция; коммуникативные:  строить продуктивное взаимодействие и сотрудничество со сверстниками и взрослыми.
Актуализация знаний. Задачи: Цель этапа актуализации и пробного учебного действия является подготовкой мышления учащихся, организация осознания ими внутренней потребности к построению учебных действий. Время – 5 мин	– Сегодня у нас урок открытия новых знаний. А как происходит познание нового?     Узнавать новое мы будем, опираясь на ранее изученное, для этого нам необходимо повторить уже известное; ·         вспомнить то, что мы узнали на прошлом уроке; ·         правильно определить то, что мы не знаем; ·         найти способ преодоления затруднения ·         сформулировав новый способ (алгоритм, формулу, правило), ·         научиться его применять Прежде чем открывать новые знания, давайте проверим, какими внимательными вы были на прошлых уроках. Ребята, на предыдущих уроках мы с вами рассмотрели основные логические операции. Поскольку вы достигли значительных успехов в деле составления и преобразования логических выражений, я предлагаю вам стать электрониками.  Для начала необходимо распределиться по группам (всего 3 группы) Поочередно каждая группа выбирает номер вопроса. а) Фронтальный опрос (работа с экраном). Чтобы проверить, действительно ли вы подходите для ответственного задания, вы должны сдать экзамен. На экране 9 билетов. Представитель от каждой группы выбирает любые два номера билетов и отвечает на вопросы. За каждый верный ответ команда получает 1 балл В зависимости от того, какой номер билета выбрал ученик, на экране появляются вопросы. После того, как учащийся дал ответ, правильный вариант высвечивается на доске б) Работа в группе (работа с тренажером Логика1). Итак, мы выяснили, что вы вполне подготовлены теоретически, посмотрим, как справитесь с практическим заданием. Учащимся предлагается выполнить практическое задание. Для этого используется тренажер “Логика1” Попова Владимира Васильевича. Программа предназначена для закрепления понятий: конъюнкция, дизъюнкция, инверсия. Состоит из 5 заданий выполняемых последовательно, в которых необходимо вычислить значения логических выражений. Каждая из команд выполняет задания на компьютере и получает баллы (максимум 5 баллов). Мы вспомнили то, что узнали на прошлых уроке – Итак, работа выполнена. Подведём итоги по образцу. (Проверяют по образцу. ) – Поднимите руки, кто справился с заданием. Молодцы!  – Кто не справился с заданиями? – В каких заданиях вы допустили ошибку? Давайте вместе их исправим. – Хорошо. Оцените свои знания, поставив в карте урока, в графе результаты «+», если вы сделали задание правильно, «- «, если не правильно.	Обеспечивает мотивацию выполнения заданий. Напоминает обучающимся,  как происходит познание нового. Организует повторение изученного материала. Организует оценочные высказывания обучающихся.			·         1. Отвечают на вопросы,  выполняют задания ·         на компьютере, осуществляют самопроверку и самооценку. ·          2. активизируют соответствующие мыслительные операции (анализ, синтез, сравнение, обобщение, классификафия, аналогия и т.д.) и познавательные процессы (внимание, память и т.д.) ·		УУД: познавательные: умение структурировать знания; умение осознанно и произвольно строить речевое высказывание в устной и письменной форме; определение основной и второстепенной информации; анализ объектов; построение логической цепи рассуждений, доказательство; коммуникативные: умение слушать и вступать в диалог, участвовать в коллективном обсуждении проблем, интегрироваться в группу сверстников и строить продуктивное взаимодействие и сотрудничество со сверстниками и взрослыми; умение с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли в соответствии с задачами и условиями коммуникации.
Этап усвоения новых знаний и способов действий Задачи: формирование представления о назначении и принципах действия основных логических   элементов Время – 15 мин	Этап выявления места и причины затруднения Цель этапа - организовать анализ учащимися возникшей ситуации и на этой основе выявить места и причины затруднения, осознать то, в чем именно состоит недостаточность их знаний, умений или способностей.
	Вопрос: Есть электрическое устройство, которым мы пользуемся каждый день. Оно реализует логическую операцию отрицания. Подумайте, что это за устройство? Ответ: Выключатель. Если свет не горел, он его включает, если горел – выключает. Вопрос: Вспомните Новый год и старую елочную гирлянду. Почему она была недолговечна? Ответ: В старых гирляндах лампочки включались последовательно. Гирлянда горела только тогда, когда все лампочки были исправны. Стоило перегореть хотя бы одной, вся гирлянда не работала. Вопрос: На какую логическую операцию это похоже? Ответ: На логическое умножение. Вопрос: А в современных гирляндах как подключаются лампочки? Ответ: Параллельно. Гирлянда горит, если хотя бы одна лампочка исправна. Вопрос: На какую логическую операцию это похоже? Ответ: На логическое сложение. 1.Почему мы на уроке информатики изучаем вопросы алгебры логики? 2.Какое устройство является главным в компьютере? 3. Каково его назначение? 4. Как оно устроено?	Организовывает погружение в проблему, создает ситуацию разрыва. Побуждает к высказыванию своего мнения. Поправляя и обобщая рассуждения учащихся, учитель подводит учащихся к пониманию недостаточности знаний.			·         Пытаются ответить на вопросы учителя. ·         Высказывают свои предположения и определяют, каких знаний им не хватает. ·		регулятивные: целеполагание; планирование; прогнозирование; коррекция; оценка; волевая саморегуляция; познавательные: самостоятельное выделение и формулирование познавательной цели; поиск и выделение необходимой информации; знаково-символические действия; умение структурировать знания; умение осознанно и произвольно строить речевое высказывание в устной и письменной форме; выбор наиболее эффективных способов решения задач в зависимости от конкретных условий; рефлексия способов и условий действия, контроль и оценка процесса и результатов деятельности; анализ объектов; синтез как составление целого из частей, установление причинно-следственных связей, построение логической цепи рассуждений, доказательство; выдвижение гипотез и их обоснование. коммуникативные: планирование учебного сотрудничества с учителем и сверстниками; постановка вопросов; разрешение конфликтов; управление поведением партнера; умение с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли в соответствии с задачами и условиями коммуникации. ·
	Этап построения проекта выхода из затруднений Основной целью этапа построения проекта выхода из затруднения является постановка целей учебной деятельности и на этой основе – выбор способа и средств их реализации.
	Какова тема урока?  (Логические элементы) - При помощи ключей «что», «какие» и «как» сформулируйте вопрос, на который мы будем сегодня на уроке искать ответ. - Что должны мы узнать к концу нашего занятия? (Что такое логический элемент? Какие бывают логические элементы? Как работает электронная схема? Как мы можем получить новые знания? (с помощью учебника, эксперимента и т. д.)	Способствует к самостоятельному выделению и формулированию познавательных целей и   темы урока и определить способы и средства  их реализации.			·         Формулируют конкретную цель своих будущих учебных действий, формулируют, какие знания им нужно построить и чему научиться, ·         предлагают и согласовывают тему урока и предлагают определить способы и средства  их реализации.
	Этап реализации построенного проекта Основной целью этапа реализации построенного проекта является построение учащимися нового способа действий и формирование умений его применять как при решении задачи, вызвавшей затруднение, так и при решении задач такого класса или типа вообще.
	Я приглашаю вас секретную лабораторию, и выполнить эксперимент, который поможет ответить вам на вопросы. Учитель приглашает представителей групп для демонстрации действия электрических схем. Чтобы успешно справиться с этим, я предлагаю результаты зафиксировать в карточки-опоры Приглашаю представителя 1 группы для проведения эксперимента. Рассмотрев состояние схемы 1 при различных состояниях контактов докажем, что она соответствует логической операции «И». Схема 1 Учащиеся заполняют в основной таблице таблицу истинности по ходу объяснения материала. 1)   Оба контакта в положении «включено». Тогда ток через лампочку идет и она горит. 2)   первый контакт в положении «вкл», второй – в положении «выкл». Ток идет лампочка не горит. 3)   Обратная ситуация. Лампочка не горит. 4)   Оба контакта в положении «выкл».. почка не горит. Вывод: первая схема действительно реализует операцию «И». Приглашаю представителя 2 группы для проведения эксперимента. Рассмотрев состояние схемы 2 при различных состояниях контактов докажем , что она соответствует логической операции «ИЛИ». Учащиеся заполняют в основной таблице таблицу истинности по ходу объяснения материала. 1)             Оба контакта в положении «включено». Тогда ток через лампочку идет и она горит. 2)             первый контакт в положении «вкл», второй – в положении «выкл». Ток идет лампочка  горит. 3)             Обратная ситуация. Лампочка  горит. 4)             Оба контакта в положении «выкл»..лапочка не горит. Схема2 Вывод: вторая  схема действительно реализует операцию «ИЛИ». Приглашаю представителя 3 группы для проведения эксперимента. Докажем это , рассмотрев состояние схемы 3. Цепь на схеме 3 (электромагнитное реле) соответствует операции «НЕ». В этом устройстве в качестве переключателя используется автоматический ключ. Когда тока на нем нет, пластина замыкает контакты и лампочка горит. Если на ключ подать напряжение, то вследствие явления электромагнитной индукции пластина прижимается и цепь размыкается Лампочка не горит. Дети заполняют таблицу по ходу объяснения  материала. Вывод: третья схема действительно реализует операцию «НЕ». Как при строительстве дома применяют различного рода типовые блоки – кирпичи, рамы, двери и т.п., так и при разработке компьютера используют типовые электронные схемы. Каждая схема состоит из определенного набора типовых электронных элементов. Давайте подумаем: 1)             ЧТО ТАКОЕ ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ КОМПЬЮТЕРА? 2)             Как называются логические элементы, реализующие логические операции? 3)             Какие  условные обозначения  они имеют? Для того, чтобы узнать  я предлагаю самостоятельно поработать с учебниками. § 1.3 (стр.34-35) . Самостоятельная работа План работы: 1.      Прочитайте текст. 2.      Вставьте пропущенные слова в опорной таблице. 3.      Нарисуйте схемы. 4.      Сделайте вывод. Проверим по образцу Результаты работы озвучивает  представитель каждой группы Логический элемент И (конъюнктор) реализует операцию логического умножения. Единица на выходе этого элемента появится только тогда, когда на всех входах будут единицы. Логический элемент ИЛИ (дизъюнктор) реализует операцию логического сложения. Если хотя бы на одном входе будет единица, то на выходе элемента также будет единица. Логический элемент НЕ (инвертор) реализует операцию отрицания. Если на входе элемента 0, то на выходе 1 и наоборот. − У кого возникли затруднения при выполнении задания? − В каком месте возникли затруднения? − В чем причина, что у вас возникли затруднения? − Что вам необходимо сделать, чтобы в дальнейшем не возникало затруднений? – Оцените себя в графе результаты. Физминутка. Зарядка для глаз. Первое упражнение – необходимо следить взглядом за движущимся объектом по замкнутой траектории. Второе упражнение - взгляд поочередно переводится с точки на большую окружность. Смена фокусировки. Вы достойно справились с заданием  и готовы получить важную информацию, необходимую для выполнения следующих заданий. Я расскажу вам, как анализировать электронные схемы. Анализ электронной схемы Какой сигнал должен быть на выходе при каждом возможном наборе сигналов на входах? Решение. Все возможные комбинации сигналов на входах А и В внесём в таблицу истинности. Проследим преобразование каждой пары сигналов при прохождении их через логические элементы и запишем полученный результат в таблицу. Заполненная таблица истинности полностью описывает рассматриваемую электронную схему. В инвертор поступает сигнал от входа В. В конъюнктор поступают сигналы от входа А и от  инвертора. Таким образом, F = A & B.			Организует и обеспечивает восприятие, осмысление  и первичное запоминание изучаемого материала. С  помощью наводящих вопросов помогает выявить причинно-следственные связи и подводит к выводу. Организует самостоятельную работу с учебником, а также беседу, которая связывает результаты урока с его целями. Организует проверку выполненной работы. Анализирует работу электронной схемы.		Выполняют эксперимент, с помощью которого устанавливают аналогию между протеканием электрического тока в контактной цепи и логическими операциями. Формулируют  выводы наблюдений. Читают текст учебника. Находят в тексте понятия. Заполняют таблицу. Осуществляют самопроверку выполненной работы. Проговаривают определения понятий вслух. Выполняют зарядка для глаз. Слушают и отвечают на вопросы.
Этап закрепления новых знаний и способов действий Задачи:  Установить правильность и осознанность изученного материала, выявить пробелы, провести коррекцию пробелов в осмыслении материала Время -3 мин	1. Самостоятельная (работа вариантам) Рабочая тетрадь №:66(a,b) 2. Взаимопроверка и коррекция знаний.		Обсуждает способ решения, Организует: самостоятельную работу, контролирует выполнение работы, взаимопроверку.		Выполняют упражнение в тетради. Осуществляют взаимопроверку и коррекцию.		Личностные: Рефлексия способов и условий действий, контроль и оценка процесса и результата деятельности Регулятивные: Умение выделять и осознавать то, что уже освоено, объективно оценивать уровень освоения новых знаний
Применение знаний и способов действий Задачи:  Обеспечить усвоение знаний и способов действий на уровне применения их в разнообразных ситуациях Время -7  мин	Учащимся предлагается пройти последний этап игры – тренажер “Логика2” Полякова Константина Юрьевича. Правила игры: ваша задача заключается в том, чтобы последовательно передавать кристалл с верхней площадки на нижнюю. Подавая ток на вход механизмов в правой части схемы, можно выдвигать площадки на пути кристалла. Если на входе механизма нет тока, площадка убирается. Для управления механизмами используют выключатели в левой части поля. Их состояние изменяется щелчком мыши. Если выключатель включен, по цепи идет ток и поступает на логические схемы, включенные в эту цепь (средняя часть поля). Логические схемы преобразуют входные сигналы по следующим правилам: ·         схема НЕ: на выходе будет ток (сигнал 1), если на входе тока нет (сигнал 0), и наоборот; ·         схема И: на выходе будет 1, если на обоих входах 1; ·         схема ИЛИ: на выходе будет 1, если хотя бы на одном входе 1; Кристалл нельзя передавать сразу через несколько “пролетов” — в этом случае он разбивается и приходится начинать уровень заново. Кроме того, у вас есть только 5 кристаллов на всю игру, если вы разобьете их все, задание считается невыполненным. Игра состоит из 10 уровней. Если вы сможете пройти все уровни, сохранив хотя бы один кристалл и наберете больше нуля очков, вы увидите картинку. Каждый из учеников приносит в команду балл, равный его максимальному уровню пройденному в тренажёре “Логика2”. Считается среднее арифметическое максимальных уровней участников в команде, и добавляются к заработанным ранее баллам. Т.о. определяется команда-победитель		Разбирает условие игры. Наблюдает за работой учащихся. При необходимости оказывает помощь. Организует поведение итогов игры.		Знакомятся с правилами игры. Выполняют задания игры .Применяют новый способ. Отработка операций, в которых допущены ошибки. Осуществляют предварительную оценку.		регулятивные: контроль; коррекция; оценка — выделение и осознание учащимся того, что уже усвоено, осознание качества и уровня усвоения. познавательные: формулирование проблемы и самостоятельное создание способов ее решения; выбор наиболее эффективных способов решения задач в зависимости от конкретных условий; рефлексия способов и условий действия, контроль и оценка процесса и результатов деятельности; анализ и синтез; выдвижение гипотез и их обоснование; построение логической цепи рассуждений, доказательство; коммуникативные: планирование учебного сотрудничества с учителем и сверстниками; инициативное сотрудничество в поиске и сборе информации; разрешение конфликтов; принятие решения и его реализация; управление поведением партнера
Информация о домашнем задании Задачи:  Обеспечить понимание учащимися цели, содержания и способов выполнения домашнего задания Время -  2 мин	Откройте дневники и запишите домашнее задание: 1. П.  1.3.2 стр. 34-36 изучить 2. Подготовка к контрольной работе. Тестовые задания стр.42 3. Дополнительный материал : Информационный модуль «Достоинcтва и недостатки двоичной системы счисления при использовании ее в компьютере» (fcior.edu.ru);(по желанию)		Дает комментарий к домашнему заданию. Обеспечивает понимание учащимися цели, содержания и способов выполнения домашнего заданияю		Работа с дневником.
Рефлексия Подведение итогов Задачи: Дать качественную оценку работы класса и отдельных учащихся Инициировать рефлексию учащихся по поводу своего психоэмоционального состояния, мотивации своей деятельности и взаимодействия с учителем и одноклассниками Время -3 мин	Определяется команда победитель. Выставление оценок. Что нового вы сегодня узнали? − Какую цель вы ставили в начале урока? − Вы достигли поставленной цели? Что получилось, что не не получилось и почему? С помощью лестницы успеха оцените свою работу на уроке. Спасибо за урок! До встречи!		Обеспечивает положительную реакцию детей      на работу одноклассников. Акцентирует внимание на конечных результатах учебной деятельности на уроке		Формулируют результат своей работы на уроке. Называют основные позиции  нового и как они их усвоили.		Личностные: Рефлексия способов и условий действий, контроль и оценка процесса и результата деятельности Регулятивные: Умение выделять и осознавать то, что уже освоено, объективно оценивать уровень освоения новых знаний

Приложение

Опорная таблица для учащихся

конъюнкция			дизъюнкция			инверсия
A	B	результат	A	B	результат	A	результат
1	1	1	1	1	1	1	0
1	0	0	1	0	1	0	1
0	1	0	0	1	1
0	0	0	0	0	0
. Прочитайте текст  § 1.3 (стр.34-35) Вставьте пропущенные слова в опорной таблице.. Заполните схему. Сделайте вывод. Вставь пропущенные слова: ______________________ преобразователь, который выдает после обработки ____________________   значения (сигналы)  одной из _______________________ операций ,называется ____________________________.
Логический элемент И (конъюнктор) реализует операцию ____________ Единица на выходе этого элемента появится только тогда, когда на всех входах будут единицы.			Логический элемент ИЛИ (дизъюнктор) реализует операцию____________  если хотя бы на одном входе будет единица, то на выходе элемента также будет единица.			Логический элемент НЕ (инвертор) реализует операцию ___________. Если на входе элемента 0, то на выходе 1 и наоборот.

.