- Учителю
- Рабочая программа элективного курса Математические основы информатики
Рабочая программа элективного курса Математические основы информатики
Муниципальное казённое общеобразовательное учреждение
«Коробейниковская средняя общеобразовательная школа»
«ПРИНЯТО» «УТВЕРЖДАЮ»
Руководитель ШМО Директор школы
________________Н.Д.Нагайцева _____________ Т.Г. Шевченко
Протокол № ___ от Приказ № от
« » августа 2015 г « » августа 2015г
Рабочая программа
Элективного курса по информатике и ИКТ
10 класс
«Математические основы информатики»
на 2015 -2016 учебный год
Рабочая программа по информатике и ИКТ для старшей школы составлена на основе авторской программы Угриновича Н.Д. «Программа курса информатики и ИКТ (базовый уровень) для старшей школы (10- 11 классы)», изданной в сборнике «Информатика. Программы для общеобразовательных учреждений 2-11 классы / Составитель М.Н. Бородин. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010», с учетом примерной программы среднего (полного) общего образования по курсу «Информатика и ИКТ» на базовом уровне и кодификатора элементов содержания для составления контрольных измерительных материалов (КИМ) единого государственного экзамена.
Составитель:
Нагайцева Нина Дмитриевна
Учитель информатики
высшей квалификационной категории
с. Коробейниково
2015 г
Пояснительная записка
Возрастающая роль информационных технологий в жизни со временного общества определяет особое положение предмета «Информатика» в общей системе школьного образования. С одной стороны, информатика должна подготовить человека к решению практических задач в условиях информационного общества, т. е. научить пользоваться средствами компьютерной техники и технологии. С другой стороны, она обеспечивает важнейший компонент фундаментального образования. Вместе с другими предметами естественнонаучного и технического циклов информатика создает основу для формирования способностей к аналитическому, формально-логическому мышлению. Поиск разумного баланса между этими двумя системами целей - основной вопрос любой учеб ной программы и методики преподавания курса.
В настоящее время большинство вузов предъявляет к бывшим абитуриентам достаточно высокие (и часто весьма специфические) требования к знаниям и умениям, необходимым для обучения естественнонаучным и техническим специальностям. При этом традиционные образовательные стандарты и методы обучения информатике мало способствуют формированию этих навыков и умений.
Курс «Математические основы информатики» носит интегрированный, междисциплинарный характер, материал курса раскрывает взаимосвязь математики и информатики, показывает, как развитие одной из этих научных областей стимулировало развитие другой.
Курс рассчитан на учеников, имеющих базовую подготовку по информатике.
В результате изучения этого курса учащиеся будут знать:
• о роли фундаментальных знаний (математики) в развитии информатики,
информационных и коммуникационных технологий;
• содержание понятий «базис», «алфавит», «основание» для позиционных систем счисления;
• особенности компьютерной арифметики над целыми числами;
• способы представления вещественных чисел в компьютере;
• принцип представления текстовой информации в компьютере;
• принцип оцифровки графической и звуковой информации;
• аксиомы и функции алгебры логики;
• функционально полные наборы логических функций;
• понятие «дизъюнктивная нормальная форма»;
• содержание понятий «информация» и «количество информации»;
Курсу отводится 1 час в неделю, всего - 34 учебных часов.
Программа курса «Математические основы информатики» имеет блочно-модульную структуру:
Модуль 1. Системы счисления (10 ч)
Модуль 2. Представление информации в компьютере (11 ч)
Модуль 3. Введение в алгебру логики (13 ч)
Модуль 1. Системы счисления (10 ч.)
Тема «Системы счисления» обычно изучается в базовом курсе информатики, поэтому школьники обладают определенными знаниями и навыками, состоящими в основном из умения переводить целые десятичные числа в двоичную систему и обратно.
Изучение темы «Системы счисления» в рамках курса «Математические основы информатики» преследует следующие цели:
• раскрыть принципы построения систем счисления и, в первую очередь, позиционных систем;
• изучить свойства позиционных систем счисления;
• показать, на каких идеях основаны алгоритмы перевода чисел из одной системы счисления в другую;
• вскрыть связь между системой счисления, используемой для кодирования информации в компьютере, и архитектурой компьютера;
• познакомить учащихся с некоторыми недостатками использования двоичной системы в компьютерах;
• рассказать о системах счисления, отличных от двоичной, используемых в компьютерных системах.
Тематическое планирование
с позиционными системами счисления.
Понятие базиса. Принцип позиционности.
Единичная система. Древнеегипетская десятичная непозиционная система. Вавилонская шестидесятеричная система. Римская система. Алфавитные системы. Индийская мультипликативная система. Появление нуля.
2.
Единственность представления чисел в Р-ичных системах счисления. Цифры позиционных систем счисления.
Система счисления, цифра, позиционная система счисления, непозиционная система счисления, базис, алфавит, основание. Теорема существования и единственности представления натурального числа в виде степенного ряда
3.
Развернутая и свернутая формы записи чисел. Представление произвольных чисел в позиционных системах счисления.
Развернутая форма записи числа, свернутая форма.
4.
Самостоятельная работа № 1. Арифметические операции в Р-ичных системах счисления.
Сложение, вычитание, умножение, деление чисел в различных системах счисления.
5.
Перевод чисел из Р-ичной системы счисления в десятичную.
Перевод целого числа из Р-ичной системы счисления в десятичную. Перевод конечной Р-ичной дроби в десятичную. Перевод бесконечной периодической Р-ичной дроби в десятичную.
6.
Перевод чисел из десятичной системы счисления в Р-ичную.
Перевод целого числа из десятичной системы счисления в Р-ичную. Перевод конечной десятичной дроби в Р-ичную. Перевод бесконечной периодической десятичной дроби в Р-ичную. Перевод чисел из Р-ичной системы в Q -ичную.
7.
Самостоятельная работа № 2. Взаимосвязь между системами счисления с основаниями Q = Рт.
8.
Системы счисления и архитектура компьютеров.
9.
Контрольная работа.
10.
Анализ контрольной работы. Заключительный урок.
Модуль 2. Представление информации в компьютере (11 ч.)
Разработка современных способов оцифровки информации - один из ярких примеров сотрудничества ученых разных профилей: математиков, биологов, физиков, инженеров, IT-специалистов, программистов. Широко используемые форматы хранения естественной информации (МРЗ, JPEG, MPEG и др.) используют в процессе сжатия информации сложные математические методы.
Вопросы, рассматриваемые в данном разделе, практически не представлены в базовом курсе информатики. Именно поэтому целесообразным достаточно подробно показать учащимся способы компьютерного представления целых и вещественных чисел, выявить общие инварианты в представлении текстовой, графической и звуковой информации, познакомить с основными теоретическими подходами к решению проблемы сжатия информации.
Материал этой темы не очень прост для восприятия учащимися, поэтому надо проводить практические работы в компьютерных классах с целью демонстрации теоретических положений (результатов) на практике. В разработку уроков включены только три практические работы, но при желании их число можно увеличить.
Тематическое планирование
2. |
Целочисленная арифметика в ограниченном числе разрядов. |
|
|
3. |
Самостоятельная работа №1. Нормализованная запись вещественных чисел. Представление чисел с плавающей запятой. |
|
|
4. |
Особенности реализации вещественной компьютерной арифметики. Самостоятельная работа №2. |
|
|
5. |
Представление текстовой информации. Практическая работа № 1 (по программированию). |
Байт и символ. Кодировки. Ввод по коду. Числовой код символа, таблицы кодировок символов (системы кодирования, универсальная система кодирования текста). |
|
6. |
Представление графической информации. |
Растр, принцип декомпозиции, система кодирования RGB. Пространственная дискретизация. Палитра цветов растрового изображения. Разрешающая способность экрана, глубина цвета, графический режим. Режимы кодировки цветного изображения. |
|
7. |
Представление графической информации. Практическая работа № 2. |
|
|
8. |
Представление звуковой информации. |
Аналоговая и дискретная форма информации. Дискретизация. Частота дискретизации. Глубина кодирования. |
|
9. |
Методы сжатия цифровой информации. Практическая работа № 3 (по архивации файлов). |
|
|
10. |
Контрольная работа. |
|
|
11. |
Анализ контрольной работы. Заключительный урок. |
|
|
Модуль 3. Введение в алгебру логики (14 ч.)
Можно выделить две основных цели изучения этой темы в целом.
1. Достаточно строго изложить основные понятия алгебры логики, используемые в информатике, показать взаимосвязь изложенной теории с практическими потребностями информатики и математики.
2. Систематизировать знания, ранее полученные школьниками по этой теме.
Предполагается, что учащиеся имеют базовую подготовку по информатике, в частности, знакомы с основами алгебры логики в объеме стандартного базового курса «Основы информатики и ИКТ».
Тематическое планирование
6.
Проверочная работа.
7.
Булевы функции.
8.
Канонические формы логических формул. Теорема о СДНФ.
Построение и преобразование логических выражений. Вычисление значения логического выражения. Построение для логической функции таблицы истинности и логической схемы. Решение системы логических уравнений.
9.
Минимизация булевых функций в классе дизъюнктивных нормальных форм.
10.
Практическая работа по построению СДНФ и ее минимизации.
11.
Полные системы булевых функций. Элементы схемотехники.
Логические элементы И, ИЛИ, НЕ: структурные и функциональные схемы, принцип работы.
12.
Полные системы булевых функций. Элементы схемотехники.
13.
Итоговая контрольная работа.
В зависимости от количества часов, выделяемых на изучение этой темы, от уровня школьников и т. п. в данном поурочном планировании можно выделить три «наращиваемых» блока:
1-ый блок: уроки 1-6, завершающий урок можно проводить в форме контрольной работы, зачета, обсуждения рефератов;
2-ой блок: уроки 1-10, завершающий урок можно провести в форме практической работы по построению СДНФ и ее минимизации;
3-ий блок: уроки 1-14 (в соответствии с предложенным планированием).
При изучении этого модуля необходимо ориентироваться на имеющийся «входной уровень» знаний школьников по данной теме. Для определения входного уровня можно использовать тестирование, анкетирование, контрольную работу и другие формы проверки знаний и умений. Учитель, оценив «входной уровень», может скорректировать содержание излагаемого материала, уровень домашних заданий, что особенно существенно для первых уроков: если школьникам излагается еще раз «пройденный» ими ранее материал, то возникает ощущение «пережевывания», что снижает мотивацию к учению, с другой стороны, завышенная сложность материала ведет к непониманию и, опять же, к снижению мотивации.
Для успешного освоения учащимися предлагаемого материала целесообразно предусмотреть различные формы самостоятельной работы (домашнее задание, самостоятельная работа с учебником на уроке, использование компьютерных средств учебного назначения и т. д.).
Учебно-методическое и информационное обеспечение курса
-
school-collection.edu.ru/ - единая коллекция цифровых образовательных ресурсов.
-
www.klyaksa.net/htm/kopilka/uroki1/index.htm</</u> Информатика и информационно-коммуникационные технологии в школе.
-
Linux-DVD, (выпускается по лицензии компании AltLinux), содержащий операционную систему Linux и программную поддержку курса / Н.Д. Угринович. Компьютерный практикум на CD-ROM.- М.:БИНОМ, 2009 г.
-
А.А. Чернов, А.Ф. Чернов. Информатика. Контрольные и самостоятельные работы по программированию. Волгоград: Учитель, 2006 г.
-
А.Х. Шелепаева. Поурочные разработки по информатике. Универсальное издание. М.: Вако, 2006 г.
-
Информатика и ИКТ: Учебник для 11 класса / Н.Д. Угринович. - 2-е изд., - М.: Бином. Лаборатория знаний, 2009 г.
-
Л.В. Рябинина. Информатика. 11 класс. Поурочные планы по учебнику Н.Д. Угриновича. Волгоград: Учитель, 2007 г.
-
Н.Д. Угринович. Преподавание курса «Информатика и ИКТ» в основной и старшей школе. Методическое пособие. М.: Бином, 2007.
-
Н.Е. Астафьева и др. Информатика в схемах. М.: Бином, 2006 г.
-
Преподавание курса «Информатика и ИКТ» в основной и старшей школе (7-11): Методическое пособие для учителей. Угринович Н. Д. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006
-
Windows-CD, содержащий свободно распространяемую программную поддержку курса, готовые компьютерные проекты, рассмотренные в учебниках, тесты и методические материалы для учителей.
-
Visual Studio-CD (выпускается по лицензии корпорации Microsoft), содержащий системы объектно-ориентированного программирования Visual Basic 2005, Visual C# и Visual J#;
-
Turbo Delphi-CD (выпускается по лицензии компании Borland), содержащий систему объектно-ориентированного программирования Turbo Delphi.