Тестирование – как метод контроля на уроках информатики при изучении школьниками темы: «Информационные процессы»

Информацию, хранимую на устройствах  компьютерной памяти, принято называть данными. Для описания хранения данных в компьютере используется те же понятия: носитель, хранилище данных, время доступа, защита данных. Организованные хранилища данных на устройствах внешней памяти компьютера принято называть базами и банками данных.

Процесс обработки  информации.

Согласно позиции М. П. Лапчика любой вариант процесса обработки информации происходит по схеме:

 

Общая схема процесса обработки  информации

В любом случае можно говорить о том, что в процессе обработки  информации решается некоторая информационная . задача, которая предварительно может  быть поставлена в традиционной форме: дан некоторый набор исходных данных - исходной информации; требуется получить некоторые результаты - итоговую информацию. Сам процесс перехода от исходных данных к результату и есть процесс обработки. Тот объект или субъект, который осуществляет обработку, может быть вызван исполнителем обработки. Исполнитель может быть человеком, а может быть специальным техническим устройством, в том числе и компьютером.

Обычно обработка информации - это целенаправленный процесс. Для успешного выполнения обработки информации исполнителю должен быть известен способ обработки, т.е. последовательность действий, которую нужно выполнить, чтобы достичь нужного результата. Описание такой последовательности действий в информатики принято называть алгоритм обработки.

Процесс передачи информации.

Согласно М. П. Лапчику, ключевыми  понятиями в процессе передачи информации являются источник информации, приемник информации, информационный канал. Схематично это процесс можно изобразить так:

 

Схема процесса передачи информации

В таком процессе информация представляется и передается в форме  некоторой последовательности сигналов, символов, знаков. Например, при непосредственном разговоре между людьми происходит передача звуковых сигналов - речи, при  чтении текста человек воспринимает буквы - графические символы. Передаваемая последовательность называется сообщением. От источника к приемника сообщение передается через некоторую материальную среду (звук - акустические волны в атмосфере, изображение - световые электромагнитные волны). Если в процессе передачи используются технические средства связи, то их называют каналами передачи информации (информационными каналами). К ним относятся телефон, радио, телевидение.

Можно говорить о том, что  органы чувств человека выполняют роль биологических информационных каналов. С их помощью информационное воздействие  на человека доносится до памяти.

Один из основателей теории информации, предложил схему процесса передачи информации по техническим  каналам связи, представленную на схеме:

 

Схема технической системы  передачи информации

Работу такой схемы  можно пояснить на знакомом всем процессе разговора по телефону. Источником информации является говорящий человек. Кодирующим устройством - микрофон телефонной трубки, с помощью которого звуковые волны (речь) преобразуются в электрические  сигналы. Каналом связи является телефонная сеть (провода, коммутаторы  телефонных узлов через которые  проходит сигнал). Декодирующим устройством  является телефонная трубка (наушник) слушающего человека - приемника информации. Здесь пришедший электрический сигнал превращается в звук.

Связь, при которой передача производится в форме непрерывного электрического сигнала, называется аналоговой связью.

Под кодированием понимается любое преобразование информации, идущей от источника, в форму, пригодную  для ее передачи по каналу связи. На заре эры радиосвязи применялся код азбуки Морзе. Текст преобразовывался в последовательность точек и тире (коротких и длинных сигналов) и передавался в эфир. Принимавший на слух такую передачу человек должен был суметь декодировать код обратно в текст. Еще раньше азбука Морзе использовалась в телеграфной связи. Передача информации с помощью азбуки Морзе - это пример дискретной связи.

В настоящее время используется цифровая связь, когда передаваемая информация кодируется в двоичную форму (0 и 1 - двоичные цифры), а затем декодируется в текст, изображение, звук. Цифровая связь, очевидно, тоже является дискретной.

Термином "шум" называют разного рода помехи, искажающие передаваемый сигнал и приводящие к потери информации. Такие помехи, прежде всего, возникают  по техническим причинам: плохое качество линий связи, незащищенность друг от друга различных потоков информации, передаваемый по одним и тем же каналам. Часто, беседуя по телефону, мы слышим шум, треск, мешающие понять собеседника, или на наш разговор накладывается разговор совсем других людей. В таких случаях необходима защита от шума.

В первую очередь применяются  технические способы защиты каналов  связи от воздействия шумов. Такие  способы бывают самые разные, иногда простые, иногда - очень сложные. Например, использование экранированного  кабеля вместо "голого" провода; применение разного рода фильтров, отделяющих полезный сигнал от шума и пр.

Была разработана специальная теория кодирования, дающая методы борьбы с шумом. Одна из важных идей этой теории состоит в том, что передаваемый по линии связи код должен быть избыточным. За счет этого потеря какой - то части информации при передачи может быть компенсирована. Например, если при разговоре по телефону вас плохо слышно, то повторяя каждое слово дважды, вы имеете больше шансов на то, что собеседник поймет вас правильно.

Однако нельзя делать избыточность слишком большой. Это приведет к  задержкам и подорожанию связи. Теория кодирования как раз и  позволяет получить такой код, который  будет оптимальным. При этом избыточность передаваемой информации будет минимально - возможной, а достоверность принятой информации - максимальной.

В современных системах цифровой связи применяется следующий  прием борьбы с потерей информации при передачи. Все сообщение разбивается  на порции - блоки. Для каждого блока вычисляется контрольная сумма (сумма двоичных цифр), которая передается вместе с данным блоком. В месте приема заново вычисляется контрольная сумма принятого блока, и если она не совпадает с первоначальной, то передача данного блока повторяется. Так будет происходить до тех пор, пока исходная и конечная контрольные суммы не совпадут.

При обсуждении темы об изменении  скорости передачи информации можно  привлечь прием аналогии. Аналог - процесс  перекачки воды по водопроводным  трубам. Здесь каналом передачи воды являются трубы. Интенсивность (скорость) этого процесса характеризуется  расходом воды, т.е. количество литров или кубометров, перекачиваемых за единицу времена (л/с или куб. м/с). В процессе передачи информации каналами являются технические линии связи. А если информацию непосредственно  принимает человек, то его органы чувств - внутренние информационные каналы человека. По аналогии с водопроводом можно говорить об информационном потоке, передаваемым по каналам. Скорость передачи информации - это

информационный объем  сообщения, передаваемого в единицу  времени. Поэтому единица измерения  скорости информационного потока: бит/с, байт/с др.

Еще одно понятие - пропускная способность информационных каналов - может быть объяснено с помощью  «водопроводной» аналогии. Увеличить  расход воды через трубы можно  путем увеличения давления, но этот путь не бесконечен. При слишком  большом давлении трубу может  разорвать. Поэтому техническими условиями  использования водопровода всегда определяется предельное давление и  как результат - предельный расход воды, который можно назвать пропускной способностью водопровода. Аналогичный  предел скорости передачи данных имеют  и технические линии информационной связи (телефонные линии, радиосвязь, оптико - волоконный кабель). Причины этому  также носят физический характер.

 

 

 

 

2.2. Методические особенности изучения темы «Информационные процессы» на уроках информатики

Согласно Федеральному базисному  учебному плану для образовательных  учреждений Российской Федерации первое знакомство с информационными процессами происходит в пятом классе (по учебнику JI. JI. Босова) (на изучение темы отводится 15 часов) и включает в себя следующие вопросы:

Хранение информации. Носители информации. Как хранили информацию раньше. Носители информации, созданные в XX веке. Сколько информации может хранить лазерный диск.

Передача информации. Как передавали информацию в прошлом. Научные открытия и средства передачи информации.

Кодирование информации. Язык жестов. Формы представления информации. Метод координат. Текст как форма преставления информации. Табличная форма преставления информации. Наглядные формы представления информации. От текста к рисунку, от рисунка к схеме.

Обработки информации. Изменение формы представления информации. Систематизация информации. Поиск информации. Кодирование как изменение формы представления информации.

Получение новой  информации. Преобразование информации по заданным правилам. Преобразование информации путем рассуждений. Разработка плана действий и его запись. Запись плана действий в табличной форме.

Закрепление данной темы происходит в восьмом классе. В тематическом планировании курса в каждой теме указаны работы компьютерного практикума, содержащиеся в учебниках, главы  учебников и необходимое для  выполнения компьютерного практикума программное обеспечение для  различных операционных систем.

 

Теория	Компьютерный практикум
Информация и информационные процессы( 10 ч)
Информация в неживой  и живой природе. Человек и  информация. Информационные процессы в технике. Кодирование информации с  помощью знаковых систем. Знаки: форма  и значение. Знаковые системы Количество информации как мера уменьшения неопределенности значения. Определение количества информации. Алфавитный подход к	№ 1. Вычисление количества информации с помощью электронного калькулятора. №2. Тренировка ввода  текстовой и числовой информации с помощью клавиатурного тренажера.
определению количества
информации..

Рассмотрим методические особенности изучения информационных процессов.

Так, М. П. Лапчик считает, что  вопрос об информативности сообщения следует осуждать на примерах, предлагаемых учителем и учениками. При этом нельзя отождествлять понятия «информация» и «информативность сообщения». При объяснение этой темы можно предложить ученикам поиграть в своеобразную викторину. Например, учитель предлагает детям перечень вопросов, на которые они молча записывают ответы на бумагу. Если ученик не знает ответа, он ставит знак вопроса. После этого учитель дает правильные ответы на свои вопросы, а ученики, записав ответы учителя, отмечают, какие для них оказались информативными (+), какие - нет (-). При этом для сообщений, отмеченным минусом, нужно указать причину отсутствия информации: не новое (это я

знаю), непонятное. Список вопросов и ответы одного из учеников схеме.

 

Вопрос учителя	Ответ ученика		Информативность сообщения	Причина неинформативности
Какой город является столицей Франции?	Столица Франции - Париж			Не новое
Что означает коллоидная химия?	?	Коллоидная химия изучает  дисперсионные состояния систем, обладающих высокой степенью раздробленности.		Непонятное
Какую высоту и вес имеет  Эйфелева башня?	?	Эйфелева башня имеет  высоту 300 метров и вес 9000 тонн.	+

 

Для определения количества информации нужно ввести единицу  измерения информации.

Определение бита - единицы  измерения информации может оказаться  сложным для понимания ученикам. Прежде всего, нужно раскрыть его. Учитель  должен хорошо понимать, что речь идет об очень частном случае: о сообщении, которые содержат сведения о том, что произошло одно из конечного  множества (N) возможных событий.

При знакомстве с понятием равновероятности следует воспользоваться интуитивным представлением детей, подкрепив его примерами. События равновероятны, если ни одно из них не имеет преимущества перед другими. С этой точки зрения выпадения орла и решки - равновероятны; выпадения каждой из шести граней кубика - равновероятны. Полезно привести примеры и неравновероятных событий. Например, в сообщении о погоде в зависимости от сезона сведения о том, что будет дождь или снег могут иметь разную вероятность. Летом наиболее вероятно сообщение о дожде, зимой о снеге, а в переходный период (в марте или ноябре) они могут оказаться равновероятными. Понятие «более вероятное событие» можно пояснить через родственные понятия: более ожидаемое, происходящее более в данных условиях. В рамках базового курса не ставится задача понимание учениками строгого определения вероятности, умения вычислять вероятность. Но представление о равновероятных и неравновероятных должно быть ими получено. Ученики должны научиться приводить равновероятных и неравновероятных событий.