Урок "Путешествие по стране Алфавитов"
Урок "Путешествие по стране Алфавитов".
Алфавитный подход к измерению информации"
Автор: Кононенко Александра Владимировна
Учитель информатики МБОУ "СОШ № 14", г. Коломна
Класс: 7.
Метод обучения:
· игровой,
· объяснительно-иллюстративный,
· иллюстраций,
· демонстраций
Используемые технологии:
· игровые технологии,
· здоровье сберегающие технологии,
· групповые технологии,
· интерактивные технологии,
Тип урока: комбинированный.
Формы учебной работы учащихся:
- фронтальная работа,
- работав группах,
- работа в парах,
- индивидуальная работа,
- дифференцированная.
Цель урока:
Путешествуя по станциям, посредством компьютерной техники сформировать понятие алфавитного подхода к измерению информации.
Задачи урока:
Образовательная: Формировать у учащихся понимание алфавитного подхода к измерению информации:
- ознакомиться с единицы измерения информации;
- знать формулу зависимости мощности и информационного веса символа;
- уметь вычислять объем информации, используя алфавитный подход и главную формулу информатики.
Развивающая: Развивать операциональное мышление и коммуникативную компетентность при обработке информации.
Воспитательная: Воспитывать восприятие компьютера как инструмента информационной деятельности человека и бережного отношения к компьютеру.
Оборудование:
- интерактивная доска;
- доска (карта страны Алфавитов, цель урока);
- маркер;
- карта;
- таблицы;
- формулы
- мультимедийная установка;
- компьютеры;
- стереограммы для проведения физпаузы;
- стенды с тематической информацией;
- опорный конспект;
- карточки (подбери пару);
- карточки для фиксации баллов;
- тренажер «Ромашка»;
- учебно-методический комплект:
- И. Семакин и др. Информатика, базовый курс 8. БИНОМ, Лаборатория Базовых Знаний, 2005 , §4.
- И. Семакин. Задачник-практику, часть 1. Москва, Лаборатория Базовых Знаний, 2003, раздел 1, §1.3.
Программное обеспечение:
- Интерактивные материалы:
- презентация в Microsoft PowerPoint;
- разработка для интерактивной доски в Notebook;
- тест MyTest;
- программа Калькулятор;
- Дидактические карточки:
- опорный конспект с задачами, заданиями, с домашним заданием;
- карточки для фиксирования баллов заработанных на уроке.
Дидактические основания урока:
Для проведения игрового объяснительно-иллюстративного урока - путешествия использую самостоятельно разработанные электронные уроки «Информация и информационные процессы. Измерение информации.», состоящие из трех уровней: обучающего, развивающего и контролирующего.
Обучающий и развивающий модуль состоит из теоретического материала по разделам: информация и информационные процессы, представление информации, алфавитный подход к измерению информации, кодирование информации.
Контролирующий модуль – это тестовые задания, разработанные в среде теста MyTest.
Дидактические разработки, использованные на уроке:
Обучающий и развивающий модули реализованы в Microsoft PowerPoint обучающая презентация и в Notebook разработке для интерактивной доски, закрепление с использованием программы Калькулятор Microsoft Office, слайдов для интерактивной доски и карточек.
На уроке по ходу объяснения материала учащиеся делают записи в опорных конспектах.
Теоретическая часть урока построена на основе слайдов презентации, разработки для интерактивной доски из пакета обучающих программ по данной теме, стендов с тематической информацией, опорных конспектов и парных карточек.
Практическая часть урока – практикум по решению задач (работа групповая, парная и индивидуальная работа, дифференцированная работа).
Физпауза – стереограммы (стереоглаз).
Контролирующий модуль – это тестовые задания, разработанные в среде теста MyTest.
Требования к знаниям и умениям:
Учащиеся должны знать:
- что такое “алфавит”, “мощность алфавита”, “алфавитный подход в измерении информации”;
- как измерить информационный объём с помощью главной формулы информатики;
- как определяется единица измерения информации бит;
- что такое байт, килобайт, мегабайт, гигабайт, как осуществляется перевод из одной единицы измерения в другую.
Учащиеся должны уметь:
- считать информационный вес в символьном сообщении;
- вычислять количество информации в тексте, составленном из символов определенного алфавита;
- представлять количество полученной информации в различных единицах (битах, байтах, килобайтах, мегабайтах, гигабайтах).
План урока - путешествия
- Старт.
- Станция «Ромашково».
- Станция «Алфавитная».
- Станция «Весовая».
- Станция «Спортивная».
- Станция «Измерительная».
- Станция «Вычислительная».
- Станция «Финишная».
- Станция «Домашняя».
- Расскажи о путешествии. Рефлексия.
Основные понятия: алфавит, мощность алфавита, информационный вес символа в алфавите, производные единицы измерения информации, информационный вес символа двоичного алфавита, «вес» одного символа компьютерного алфавита.
Ход урока:
1. Старт. (Организационный момент.)
Учитель приветствует учащихся (учащиеся стоят) и отмечает отсутствующих, формулирует тему, цели и задачи. Объясняет технологию работы с опорным конспектом, путешествуя по станциям не забывать отмечать себе баллы, если отвечал или решал задания у доски. (методы)
2. Станция «Ромашково». (Актуализация знаний) Игровые технологии, Мозговой штурм, фронтальный опрос.
Фронтальный опрос проходит с помощью тренажера «Ромашка» лепестки (8 цветов) учащиеся отрывают лепестки и отвечают на доставшийся вопрос
- Какое событие можно назвать информативным?
(событие информативно при условии:
1) произошло как минимум одно из двух возможных событий;
2) информация понятна, достоверна, объективна, полезна.).
Монетка упала решкой 1 бит, из корзины с 8-ю шарами достали красный шар -3 бита,
- Чему равно количество информации в неинформативном сообщении.
Нуля (0), Пример: вчера было воскресенье, 2*2=4
- Что такое неопределенность знаний о некотором событии.
Количество возможных результатов события
- Какие события называют равновероятными.
События, которые не имеет преимущества одного над другим.
- Какую минимальную единицу используют для измерения количества информации?
(в качестве минимальной единицы информации используется 1 бит информации.)
- Дайте определение бита с точки зрения неопределенности знаний и с точки зрения равновероятных событий.
Сообщение, уменьшающее неопределенность знаний в два раза несет 1 бит информации.
Сообщение о том, что произошло одно событие из двух равновероятностных, несет 1 бит информации.
- По какой формуле определяется количество информации в сообщении о том, что произошло одно из двух равновероятных событий.
Определяется из решения показательного уравнения 2i=N
(Для нахождения количества информации используют формулу:
2i = N,
где N - количество всех возможных событий;
I - количество информации, содержащееся в данном сообщении.)
- В чем заключается содержательный подход к измерению информации?
(в содержательном подходе рассматривается информативность равновероятностных событий.)
ДОСКАПолучено сообщение о нахождении единственной античной монеты среди 16 евро. Чему равен информационный объем данного сообщения? (решаем на доске)
3. Станция «Алфавитная». Изложение нового материала. Проблемно-поисковый метод.
ПРЕЗЕНТАЦИЯ
Учитель предлагает детям: Давайте попробуем ответить на следующие вопросы:
? Как найти количество информации в тексте, набранном на компьютере?
? Сколько символов в компьютерном алфавите?
Гуманно-личностные технологии, метод беседы, объяснение. Наглядный метод обучения Метод иллюстраций и демонстраций
Вы научились определять количество информации, которое содержится в сообщениях, уменьшающих неопределенность наших знаний, т.е. мы рассматривали информацию со своей точки зрения - с позиции человека. Для нас количество информации зависит от ее содержания, понятности и новизны. Однако любое техническое устройство не воспринимает содержание информации. Здесь не работают «неопределенность знаний» и «вероятность информации». Поэтому в вычислительной технике используется другой подход к измерению информации - алфавитный.
Алфавитный подход к измерению информации позволяет определить количество информации, заключенной в тексте. Алфавитный подход является объективным, т.е. он не зависит от субъекта (человека), воспринимающего текст.
А что вы привыкли называть алфавитом?
Множество символов, используемых при записи текста, называется алфавитом.
Полное количество символов в алфавите называется мощностью (размером) алфавита.
Чему равна мощность русского алфавита? (33 символа ). Чему равна мощность английского алфавита? (26 символов)
(Картинка Мульти-Пульти) Информационный вес символа зависит от мощности алфавита.
Сравните информационный вес алфавитов племени Мульти (0 А $ - .) и Пульти (, о Х).
1. В какой из книг больше информации при условии, что текст набран одинаковым шрифтом? (в большой)
2. А можно ли сравнить в какой книге информации больше, если книги написаны на разных языках? (Нет, не можем сравнить, т.к. мощность алфавитов разных языков разная).
Проблемно-поисковый метод. Подумайте, какой наименьший алфавит нужно взять, чтобы записать сообщение слово «ЁЖИК». Какова мощность вашего алфавита?
Групповые технологии Здоровье сберегающие технологии - смена динамических поз (работа в группах по 4 человека ответ 2)
Учащиеся приходят к выводу: Наименьшую мощность имеет алфавит, содержащий только два знака “0”, “1”. Используется в компьютере, его называют двоичным алфавитом.
Информационный вес символа двоичного алфавита принят за единицу измерения информации и называется 1 бит.
Здоровье сберегающие технологии - смена динамических поз. Обернулись и посмотрели на стенд. (СТЕНД) стенд с единицами измерения
Учитель: Получим двоичный код каждого символа алфавита из двух цифр.
Следовательно, каждый символ четырёхзначного алфавита весит 2 бита (4=22).
(4 символа взяты для кодирования, 2 в основании количество символов используемых для формировании кода (0 и1), 2 в степени количество символов, используемых в записи кода 00, 01, 10, 11).
При алфавитном подходе считают, что каждый символ текста, имеет информационный вес.
Назовите, в каких же величинах измеряется информационный вес символа. (в битах)
Алфавит мощностью 8 знаков можно закодировать на машинном языке с помощью трех символов двоичного алфавита.
Четырёхзначный алфавит |
Порядковый номер |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
Двузначный двоичный код |
000 |
001 |
010 |
011 |
100 |
101 |
110 |
111 |
Ученики: Следовательно, каждый символ восьмизначного алфавита весит 3 бита (8=23).
Учитель: С помощью скольких символов двоичного кода можно закодировать алфавит из шестнадцати символов?
Ученики: Алфавит из шестнадцати символов можно закодировать с помощью четырёхзначного двоичного кода (16=24).
Проблемно-поисковый Что можно сказать о мощности и информационном весе символа?
ВЫВОД (делают учащиеся) С увеличением мощности алфавита, увеличивается информационный вес каждого символа.
Учитель: Мы получили формулу 2i = N Посмотрите, какую формулу нам это напоминает? (Ученики: формулу определения количества информации в сообщении о том, что произошло одно из двух равновероятных событий). Учитель: Но в этой формуле N – мощность алфавита, i – информационный вес 1 символа измеряется в битах.
4. Станция «Весовая». ДОСКА
Личностно-ориентированные технологии коллективная работа, Работаем по цепочке, передавая массажер «Су-джок» здоровье сберегающие технологии смена динамических поз. Интерактивные технологии.
Воспользуемся формулой N = 2i и узнаем мощность алфавита, в зависимости от объёма информации, содержащегося в одном символе данного алфавита.
(Работаем по цепочке, передавая «суджоки». Учитель заполняет таблицу на доске).
Количество бит в одном символе алфавита |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Мощность алфавита |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Проблемно-поисковый меиод решения задач. Сколько существует различных последовательностей из символов "+" и "-" длиной ровно в 10 символов? а) 20, б) 100, в) 1024, г) 2048.
Ответ: 210 = 1024
Световое табло состоит из лампочек, каждая из которых может находиться в двух состояниях («включено» или «выключено»). Какое наименьшее количество лампочек должно находиться на табло, чтобы с его помощью можно было передать 128 различных сигналов? Ответ: 128=27 i = 7 (2)
5. Станция «Спортивная».
Здоровье сберегающие технологии работа со стереокартами «Стереоглаз»
6. Станция «Измерительная»
Личностно-ориентированные технологии: индивидуальная и коллективная работа.
Исследовательский метод. Один ученик садится за компьютер и ему предлагается подсчитать количество символов находящихся на клавиатуре он называет количество красных букв (русские буквы), черных букв (английские буквы), и т.д.ведется приблизительный подсчет.
Алфавит, из которого составляется текст документа на компьютере, содержит символы: строчные и прописные русские и латинские буквы, цифры, знаки пунктуации и арифметических операций, всевозможные скобки, знаки препинания… 33 + 33 + 26 + 26 + 50 др. знаки + … » 200 символов.
Посмотрите в таблицу, какое число, связанное с основанием 2 близко к этому значению, но не меньше? (256)
Вывод: 256 символов используется на компьютере для набора компьютерного текста.
Если воспользоваться формулой N = 2i , то сколько бит весит один символ компьютерного алфавита?
Согласно формуле N=2i = 256 видно, что i= 8 бит байт = 8 бит
Информационный «вес» 1 символа компьютерного алфавита.
Решим задачу: Найдём информационный объём любимой фразы учеников в битах с учетом пробелов и знаков препинания: Ура скоро каникулы! Ответ: 20 символов. Переведем в биты. I=20 символов*1 байт=20 байт=20*8 бит=160 бит
Решим задачу: Сколько информации содержится в книге 150 страниц, 40 строк на 1 стр. 60 символов в 1 строке.
50*40*60=360 000 символов * 1 байт=360 000 байт:1024»352 Кб
Единицы измерения информации
1 килобайт = 1 Кб = 210 байт = 1024 байт
1 мегабайт = 1 Мб = 210 Кбайт = 1024 Кбайт
1 гигабайт = 1 Гб = 210 Мбайт = 1024 Мбайт
Личностно-ориентированные технологии работа в парах, индивидуальная работа, взаимопроверка Интерактивные технологии. Дифференцированный подход.
Практическая работа (10 минут)
1. Работая в парах, перевести значения из одних единиц в другие и определить пару числу.
2 Мбайт = 2048 Кбайт
16 бит = 2байта
4 байта = 32 бита
3072 Кбайт = 3 Мбайт
- За компьютерами индивидуально в программе «Калькулятор» перевести значения из одних единиц в другие и поставим знак сравнения.
Сравните (поставьте знак отношения)
200 байт _____ 0,25 Кбайт (<)
3 байта _____ 24 бита (=)
1536 бит _____ 1,5 Кбайта (>)
1 Кбайт_____ 1000 бит (>)
1 Мбайт _____ 140192 байта (<)
Поменяться тетрадями и выполнить взаимопроверку.
7. Станция «Вычислительная»: Личностно-ориентированные технологии индивидуальная работа, Интерактивные технологии Загрузите программу MyTest и проверьте знания, которые вы получили на уроке. (5 минут)
8. Станция «Финишная»: Подведем итоги урока 5 - 6 баллов – «5»; 4 балла – «4»; 3 балла – «3».
Личностно-ориентированные технологии Дифференцированный подход.
Дополнительно. №7. Вычислите информационный объем сообщения «Наступила осень.» в битах, при условии, что один символ кодируется 1 байтом.
№8. Одна ячейка памяти "двоичной ЭВМ" может принимать одно из двух возможных состояний. Для хранения некоторой величины отвели 6 ячеек памяти. Сколько различных значений может принимать эта величина?
9. Станция «Домашняя»: Домашнее задание.
И.Семакин «Информатика» Базовый курс Учебник 8 класс § 4. Раздел 1, § 1.3, 1,4 Вопросы и задания стр. 15-27.
*По желанию, выполнить творческое задание: Составить кроссворд по теме «Определение количества информации».
10. Рефлексия.
Интерактивные технологии «социоигровые приемы» - РЕФЛЕКСИЯ
Я узнал, что существует два подхода к измерению информации…
Я познакомился с новым понятием мощность алфавита – это полное кол-во символов в нем …
Я научился находить информационный вес символа с помощью алфавитного подхода к измерению информации…
Я получил новые сведения о существовании различных алфавитов…
Я могу переводить одни величины измерения информации в другие…
Я знаю, что в компьютерном алфавите 256 символов …