Семинар ДОПИNG 09-10 Методика преподавания содержательной линии "Информация и информационные процессы"

Методика преподавания содержательной линии "Информация и информационные процессы"

Целью изучения данной содержательной линии является введение и развитие ключевых для информатики понятий "информация", "информационные процессы", "информационная деятельность", "информационное общество". Основные понятия: информация, свойства информации, процессы хранения, передачи и обработки информации. В результате изучения учащимся необходимо...

Понимать:

• Существующие подходы к определению информации;
• Отличие информационных процессов от физических.

Знать:

• Свойства информации;
• Виды информации (по способу восприятия, способу представления и общественному значению);
• Сущность языка как средства представления информации;
• Виды сигналов с точки зрения информатики.

Уметь:

• Приводить примеры процессов хранения, обработки и передачи информации;
• Определять природу системы, в которой рассматривается информационный процесс.

Подходы к реализации темы

Поскольку понятие информации является ключевым, то можно считать, что линия информации охватывает содержание всего базового курса.

Взаимосвязь с линией "Представление информации" позволит в будущем объединить эти линии в один раздел информатики. Очевидна взаимосвязь этой линии с линией "Компьютер", по¬скольку здесь рассматривается инструмент для эффективной работы с информацией, а линия "Алгоритмизации и программирования" позволяет изучить процессы обработки различной информации и возможность их автоматизации. Связь с линией "Моделирование и формализация" в том, что пользователь с помощью компьютера исследует модель реально существующей информационной системы, описанной формальным языком представления информации. А линия "Информационные технологии" связывает воедино теоретическую и практическую части различных технологий представления и обработки информации. Главным понятием курса информатики является "информация", убеждают нас сторонники фундаментализации школьной информатики, но этот вопрос остается открытым в научных кругах. Несомненно, все процессы, происходящие в науке, образовании, да и в обществе в целом, связаны со словом "информация", и мы должны об этом говорить с учащимися. Учитель может говорить о том, что вопрос об определении информации является дискуссионным, проявления информации настолько многогранны, что наиболее важные из них мы должны обсуждать. Нельзя оставлять в стороне проблемы информатизации общества, связанные с этим правовые и экономические стороны проблемы. Но эти вопросы посильны учащимся старших классов. В учебниках первого поколения понятие информации не объяснялось, оно воспринималось как нечто очевидное. Во втором поколении учебников информатики из всех попыток сформулировать общее определение информации наиболее удачной была формулировка в учебнике В.А. Каймина, и многие учителя до сих пор используют ее: "Информация - это отражение предметного мира с помощью сигналов и знаков". На сегодняшний день эту формулировку необходимо подкорректировать: "Информация - это отражение многообразия окружающего мира с помощью сигналов и знаков". Получилось некое объединение философского определения и технического. В информатике преобладает, разумеется, не философский подход к определению информации, а кибернетический.

Вопросы содержательной линии "Информация и информационные процессы", изучаемые в основной школе:

1.Подходы к определению информации для различных сфер деятельности чело-века. 2.Свойства информации. 3.Виды информации (по способу восприятия, по форме представления, по общественному значению). 4.Информационные процессы.

Требования к знаниям и умениям учащихся по этой содержательной линии на современном этапе находятся на уровне представлений о том,

что является информацией для различных областей деятельности человека, и возможности привести примеры информационных процессов в природе, деятельности человека, технике.

Содержательная линия "Информация и информационные процессы" сложна для учащихся среднего звена, так как содержит много абстрактных

понятий; чтобы в них ориентироваться, необходим хотя бы небольшой практический опыт использования этой терминологии, поскольку изучить глубоко теоретические основы понятий в школе невозможно. Первоначальное знакомство с теоретической составляющей понятия "информация" происходит в 7-м классе в контексте с понятием "объект" (например, "информация об объекте"). Учащимся необходимо объяснить, что в том случае, когда ученые не договорились о едином определении какого-либо термина, используют понятия, объяснение смысла которых может разниться для различных областей деятельности. В форме беседы можно попытаться найти с учащимися ответ на вопрос, что является информацией для человека. Это поможет проанализировать смысл понятий "сообщение", "информация", "знания", разумеется, на уровне соответствующего возраста учащихся. Разделив эти понятия, мы получим трехкомпонентную цепочку:

Мы получили субъективный подход к объяснению понятия "информация".

Свойства информации выделяются учащимися из предложенных примеров. "Термометр показал +27' на улице" - информация объективная,

т.е. не зависит от чье-го-либо мнения. Эффективным оказывается придумывание контрпримеров: "На улице тепло" - информация субъективная, зависит от индивидуальных ощущений. Достоверной можно считать информацию из истории болезни больного, поскольку она подтверждена лабораторными исследованиями. А рыбацкие истории - пример недостоверной информации.

Если для нахождения площади треугольника даны его сторона и высота, проведенная к этой стороне, то можно говорить о полноте

информации для решения задачи. Контрпримером станет неполное условие к любой-задаче. В осенний день прогноз по-годы на завтра будет считаться актуальной информацией, а вчерашний прогноз - неактуальной. Воспользоваться любой информацией мы сможем в том случае, если она для нас понятна.

Далее вполне естественным будет переход к классификации информации по способу ее восприятия человеком, предложенный в учебнике

С.Бешенкова и Е.Ракитиной "Систематический курс":

• визуальная;
• аудильная;
• тактильная;
• обонятельная;
• вкусовая.

Тот факт, что большинство информации (85%) человек воспринимает визуально, позволит перейти к другой классификации

информации - по способу ее представления:

• текстовая;
• числовая;
• графическая;
• звуковая;
• комбинированная.

Информация необходима не только отдельному человеку, но и коллективу лю-дей и обществу в целом, поэтому существует еще одна

классификация информации - по общественному значению:

• личная;
• специальная;
• массовая.

Более подробный анализ видов информации по способу представления позволит сделать вывод о том, что информация представляется с

помощью сигналов и знаков. (Природа сигналов для информатики не существенна, эта область деятельности для физиков и углубляться в этом направлении не имеет смысла.) Можно ввести для учащихся деление сигналов на аналоговые и цифровые. Эта классификация сигналов интересует нас с точки зрения возможности кодирования сигналов (цветовых, звуковых) для обработки с помощью компьютера.

Любые знаки составляют основу какого-либо языка представления информации. Далее возможен переход к объяснению деления языков с

точки зрения информатики на естественные и формальные. Естественные языки, т.е. языки общения народов, имеющие устную и письменную формы, возникали в результате исторического развития человеческого обществ;». В результате своей деятельности человек приду-мал систему обозначений для определенной области знаний (нотная грамота, азбука Морзе, формулы по математике, физике, химии, шифры и пр.), которые сгруппировались в формальные языки представления информации. Деление языков на естественные и формальные более не по происхождению, а по области использования. Любой язык состоит из трех составляющих: набора кодов (или алфавита), синтаксиса и семантики. Алфавитом называют набор последовательно расположенных условных обо-значений, а в формальных языках — принятый в данной предметной области набор кодов, синтаксисом называют правила построения информационной конструкции, а семантикой - смысловое содержание информационной конструкции. Информационной конструкцией удобно называть сообщение, содержащее информацию.

Классификации, которые здесь рассматриваются, небольшие, поэтому их легко изображать в виде схем. Умение составлять логические

схемы понятий поможет лучше понять тему и легче ее запомнить.

Что касается темы "Информационные процессы", то она настолько обширна, что в полной мере о ее понимании можно говорить только к

окончанию изучения курса информатики. Для 7-го класса достаточно умения определять тип происходящего процесса, отработанного на всевозможных примерах. Объем знаний в рамках предлагаемой схемы для среднего звена вполне достаточен.

Многие учебники содержательную линию "Информация и информационные процессы" начинают одинаково, с того, что понятие "информация"

стало одним из фундаментальных понятий в современной науке. Наряду с понятиями "вещество", "энергия", "пространство" и "время" оно составляет основу научной картины мира. В форме беседы с учащимися можно выяснить, что входит в понятие «информация» с точки зрения определенных видов деятельности человека.

При объяснении полезно составлять вместе с учащимися логическую схему взаимосвязи различных понятий (либо пользоваться готовой

схемой, аналогичной приведенной ниже).

При желании можно расширить предметную область. Главное, что при обсуждении от субъективного понимания необходимо перейти к

кибернетическому.

Изложение этого теоретического материала в лекционной форме для семиклассников представляет некоторую трудность, так как содержит

избыточное количество незнакомых терминов (отраженное многообразие, снятая неопределенность, кибернетика, N = 2') для этого возраста. А вот в старшей школе такая лекция пройдет успешно, скорее, это будет не объяснение нового материала,' а систематизация знаний, поскольку изучение видов информации по способу восприятия, форме представления и общественному значению, а также процессов хранения, передачи и обработки информации изучалось в среднем звене.

Такие понятия, как "информационное общество", "информационная деятельность", "управление информационными процессами", имеет смысл