Тема 5.1 Теоретичні основи інформатики. Методика формування поняття про інформацію: основні етапи системи.

План проведення практичного заняття

1. Бесіда з метою актуалізувати знання студентів щодо поняття інформації.
2. Постановка проблеми: на які етапи можна поділити процес ознайомлення з інформацією. Робота з Державними стандартами та авторськими програмами з інформатики. Виступи окремих студентів з результатами роботи.
3. Самостійне опрацювання теоретичного матеріалу (див. «Теоретичні відомості»)
4. Парна робота: підбір власних прикладів завдань з теми «Поняття інформації» ( можна користуватись конспектми уроків на базі «Сходинок до інформатики»)

Завдання можуть бути ігрового характеру!

1. Представлення по одному завданню від кожної пари і виконання його.

Рефлексія: Чи потрібно і можливо давати учням визначення інформації? В якій послідовності доцільно формувати поняття інформації у учнів початкової школи?

Теоретичні відомості

Інформація - одне з фундаментальних понять курсу.

Якщо для вивчення понять алгоритму та комп'ютера вже створено певну методику, то, як свідчить практика, поняттю інформації вчителі майже не приділяють уваги. Оскільки за програмою поняття інформації вивчається на перших уроках, то часто в шкільній практиці воно пояснюється формально або зовсім опускається. Крім того, деякі вчителі вважають, що курс інформатики повинен починатися не з вивчення теоретичних питань, а з практичної роботи за комп'ютером, і відповідно будують шкільний курс. Сьогодні методичною проблемою є також побудова уроків, присвячених формуванню поняття інформації, відсутність відповідної системи завдань та вправ, методичної літератури з цього питання.

У більшості навчальних посібників з інформатики багато говориться про комп'ютери, алгоритми, програмні засоби, методи розв'язування задач з використанням комп'ютера, але майже нічого про поняття інформації. Тим самим створюється уявлення, що інформація — це дещо очевидне та невизначене, і говорити про це довго і систематично не слід. Разом з тим поняття інформації є ключовим — зв'язує різні теми курсу. Курс інформатики — це насамперед вивчення властивостей інформації, методів і засобів її пошуку, збирання, зберігання, опрацювання, подання, передавання, коректного використання.

Процес ознайомлення учнів з поняттям інформації можна поділити на такі етапи:

1. Введення понять інформації і повідомлення.

2. З'ясування взаємозв'язків між поняттями інформації і повідомлення.

3. Формування уявлень про носії інформації.

4. З'ясування питань про способи подання інформації.

5. Формування уявлень про види інформації.

6. З'ясування питань про оцінювання і вимірювання інформації, про шум та взаємоперетворення інформації і шуму.

7. Формування уявлень про кодування повідомлень, за допомогою яких передається інформація.

8. З'ясування властивостей інформації.

9. Формування уявлень про інформаційні процеси.

Поняття інформації в курсі інформатики є одним із вихідних. На ньому базуються такі поняття інформатики, як знак, знакова система, мова, письмо, повідомлення, алгоритм, інтерпретація повідомлення, подання повідомлень, передавання повідомлень, шум, дезінформація та інші. Ознайомити учнів з поняттям інформації доцільно на перших уроках курсу. Це дозволить аргументовано розкрити зміст навчального предмета інформатики, ознайомитись з його завданнями. Основні методи вивчення цього матеріалу — індуктивний за логікою, за джерелами подання інформації — пояснювально-ілюстративний, за ступенем самостійності учнів — репродуктивний. Поняття інформації належить до основних і не визначається через простіші поняття.

Зрештою вчитель повинен пам'ятати, що немає відповіді на запитання — що таке інформація. Інформація — лише одна зі сторін відображення навколишньої дійсності нервовою системою живого організму, свідомістю людини. Тому вводити поняття інформації слід конкретно-індуктивним способом, за допомогою наочних, добре знайомих учням прикладів.

Розглянемо деякі з них.

§     Обмін повідомленнями між людьми здійснюється за допомогою:

а) світлових сигналів та різних зорових образів;

б) сукупностей певних знаків (письмо) — книжки, газети, журнали, графічні схеми тощо;

в) технічних засобів (різні поєднання звукових та світлових сигналів) — радіо, телебачення, телеграф, телефон тощо;

г)  звукових сигналів — мова, музика тощо;

д) зорових образів — художні твори, кінофільми, відеофільми, графіка тощо.

Потім доцільно підвести підсумок: під повідомленням розуміють вплив на нервову систему живого організму деякої сукупності сигналів, подразників, яка може бути подана різними способами залежно від систем, які її видають та сприймають.

Термін «інформація» походить від латинського informacio, що означає роз'яснення, виклад, обізнаність.

Учитель не повинен намагатися дати точне означення цього поняття і записати його. Він лише звертає увагу на те, що інформація є первинним і неозначуваним поняттям, та роз'яснює деякі його властивості.

Особливість цього поняття в тому, що воно використовується в усіх без винятку сферах: філософії, природничих і гуманітарних науках, біології, медицині і психології, фізіології людини і тварин, соціології, техніці, економіці, повсякденному житті. Тому конкретне тлумачення елементів, які пов'язані з поняттям «інформація», залежить від методів конкретної науки, мети дослідження, конкретної ситуації, моменту часу або просто від життєвого досвіду людини чи навіть її психічного стану.

Інформацію з навколишнього середовища людина сприймає органами чуття (мал. 1.1).

1) органи зору (світле, темне, червоне, жовте, яскраве тощо);

2) органи слуху (окремі звуки, музика, голос людини, шум вітру, плюскіт води, гудіння мотора, голоси тварин та птахів тощо);

3) органи нюху (запахи містять інформацію про їх джерела та характер цих джерел);

4) органи дотику (відомості про температуру тіла, шорсткість поверхонь, жорсткість матеріалу, щільність речовини та інші властивості деякого предмета людина може здобути, доторкаючись до предмета безпосередньо або за допомогою деяких приладів, оцінити його вагу тощо);

5) інформацію про смакові якості тих чи інших речовин (гірке, кисле, солодке, солоне тощо) людина одержує через органи смаку;

6) інформацію про склад речовини — в результаті хімічних аналізів, взаємодії речовин з навколишнім середовищем тощо.

Доцільно запропонувати учням самостійно навести приклади обміну інформацією між людьми, одержання інформації людиною з навколишнього середовища, при цьому доцільно ставити запитання про способи подання та передавання інформації від дорослих до дітей в процесі гри, харчування, навчання; навести приклади засобів зберігання та передавання інформації (навколишнє середовище, різні технічні засоби, книжки, кінофільми, магнітні стрічки, телеграф, пошта тощо) і способів подання і передавання інформації, способів аналізу вхідних даних і синтезу на основі аналізу нової інформації, нових знань про навколишній світ.

Навчальні задачі з цієї теми в основному повинні сформувати відношення до поняття інформації як до поняття, яке лежить в основі сучасної інформаційної картини світу, хоч і не має точного означення.

Такі завдання сприяють кращому розумінню учнями того факту, що означення поняття інформації не існує і взагалі немає відповіді на запитання — що таке інформація. Пошук відповідей на подібні запитання потребує дискусій і, як правило, проходить у вигляді проблемного діалогу. Розгляд таких завдань має не лише світоглядне значення, а й суттєву і важливу прикладну спрямованість, оскільки формує вміння працювати з поняттями.

Таким чином, поняття інформації і повідомлення доцільно ввести на деяких конкретних прикладах, не намагаючись дати означення.

 Тема 5.2 Інформація і повідомлення. Поняття про шум. Способи подання інформації. Носії повідомлень. Вимірювання інформації. Види інформації. Фластивості інформації. Інформаційні процеси.

План проведення практичного заняття

1. Бесіда з метою актуалізувати знання студентів щодо теоретичних основ, пов’язаних з поняттям інформації.
2. Індивідуальна робота студентів: створення презентації з 3-4 слайдів за 1 з тем ( викладач розподіляє теми і надає в електронному вигляді теоретичні відомості):

Інформація і повідомлення

Поняття про шум.

Способи подання інформації.

Носії повідомлень.

Вимірювання інформації.

Види інформації. Властивості інформації.

Інформаційні процеси.

При оцінюванні презентації враховується ступінь адаптованості теоретичного матеріалу для подання його для учнів початкової школи.

1. Представлення результатів роботи кожним із студентів. Обговорення. Оцінювання.

Рефлексія: Як потрібно учням початкової школи вводити теоретичні відомості, пов’язані з поняттям інформації?

Теоретичні відомості