для 10 класса информационно

Пояснительная записка
к методической разработке урока
для 10 класса информационно-технологического профиля
Предмет: информатика
Тема урока: Измерение количества информации. Содержательный подход
Продолжительность: 2 спаренных урока
Программа: К.Ю. Поляков, Е.А. Еремин. Информатика. Программа для
старшей школы: 10–11 классы. Углублённый уровень. – М.: БИНОМ.
Лаборатория знаний, 2014.- 150 с.
Учебник:
 Поляков К.Ю. Информатика. Углубленный уровень: учебник для 10 класса:
в 2 ч. Ч1/К.Ю. Поляков, Е.А. Еремин.-М.: БИНОМ. Лаборатория знаний,
2013.-344 с.
 Поляков К.Ю. Информатика. Углубленный уровень: учебник для 10 класса:
в 2 ч. Ч2/К.Ю. Поляков, Е.А. Еремин.-М.: БИНОМ. Лаборатория знаний,
2013.-344 с.
Раздел: Кодирование информации
Количество часов в неделю: 4 часа
Количество часов в год: 136 часов
В МБОУ г. Иркутска
Лицей № 1 проводится эксперимент по
опережающему введению ФГОС в 10 классах, в рамках которого разработан
данный урок.
Методическая разработка предназначена для 10 класса информационнотехнологического профиля, для которого профильными предметами являются
математика, информатика, физика. Базовыми понятиями в информатике
являются энтропия и информация, которую можно рассматривать как
отрицательную энтропию. В курсе физики понятие энтропии не
рассматривается. В методической разработке урока решено было ввести
понятие энтропии, показать ее связь с информацией на конкретном
примере кристаллической решетки с вакансией.
На этапе открытия нового знания рассматриваются классические
примеры с бросанием монеты, с угадыванием номера полки, на которой
лежит книга, с угадыванием числа. В результате анализа этих ситуаций
учащиеся выводят формулу N=2i, которая была предложена Р. Хартли в
1928 году.
На этапе первичного закрепления знаний учащиеся выполняют
интерактивный тест. На этапе выполнения практической работы по
применению открытых знаний в новой ситуации учащиеся ведут поиск
информации в сети Интернет по заданным темам, делают сообщения,
формулируют связь энтропии и информации и применяют свои знания на
практике – вычисляют энтропию кристалла.
На этапе рефлексии учащиеся создают в графическом редакторе
слоган на цветном фоне в соответствии со своим настроением.
Нефедьева Лариса Михайловна,
учитель информатики
МБОУ города Иркутска лицей №1,
высшая квалификационная категория
Урок информатики для 10 класса
(информационно-технологический профиль)
по теме "Измерение количества информации. Содержательный подход"
Технологическая карта урока
Предмет
Информатика
Класс
10 класс информационно-технологического профиля
Тип урока
Урок открытия нового знания
Технология построения урока
Системно-деятельностный подход
Тема
Измерение количества информации. Содержательный подход
Цель
 создание условий для овладения обучающимися знаниями о вероятностном подходе к
измерению информации и для формирования умения применять полученные знания на
практике
 создание условий для формирования интеллектуальной компетентности учащихся в
информационном взаимодействии с учителем
Информация, энтропия, уменьшение неопределенности знаний, 1 бит информации, формула
Хартли
Основные термины, понятия
Планируемый результат
Предметные умения:
 иметь представление о понятиях "информация",
"энтропия", «снятая неопределенность»
 уметь измерять количество информации, используя
содержательный подход
 уметь применять знания на практике
Личностные УУД:
 устанавливать связь между целью учебной деятельности и ее мотивом;
 определять общие для всех правила поведения ;
 определять правила работы в группах;
 оценивать усваиваемое содержание (исходя личностных ценностей);
 устанавливать связь между целью деятельности и ее результатом.
Регулятивные УУД:
 определять и формулировать цель деятельности на уроке;
 проговаривать последовательность действий на уроке; работать по плану,
инструкции;
 высказывать свое предположение на основе учебного материала;
 отличать правильно выполненное задание от неверного;
 осуществлять самоконтроль;
 совместно с учителем и одноклассниками давать оценку деятельности на
уроке.
Познавательные УУД:
 ориентироваться в системе своих знаний
 проводить анализ учебного материала;
 проводить сравнение, объясняя критерии сравнения.
Коммуникативные УУД:
 слушать и понимать речь других;
 уметь с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли;
 владеть диалогической формой речи
Организация пространства
Формы работы
Фронтальная
Групповая
Работа в парах
Индивидуальная
Ресурсы
Информационные источники:
 УМК: Е.А. Еремин, К.Ю. Поляков. Информатика и ИКТ: учебник для 10
класса: в 2 ч., издательство «БИНОМ. Лаборатория знаний».
 Интерактивные тесты Online Test Pad - http://onlinetestpad.com/ruru/Go/Izmerenie-informacii-Soderzhatelnyj-podkhod-23626/Default.aspx
 Ресурсы сети Интернет
Технические средства обучения:
Компьютер
Медиапроектор
Этапы урока
Организационный
(этап мотивации)
Актуализация опорных знаний и умений
Дидактические задачи этапов урока
Дидактические задачи
Подготовка учащихся к работе на уроке: выработка на личностно значимом уровне
внутренней готовности выполнения нормативных требований учебной деятельности.
Активизация соответствующих мыслительных операций
(анализ, обобщение,
классификация и т.д.) и познавательных процессов (внимание, память).
Постановка учебной проблемы
Обеспечение мотивации для принятия обучающимися цели учебно-познавательной
деятельности.
Формулирование проблемы, планирование Создание условий для формулировки цели урока и постановки учебных задач.
деятельности
Открытие нового знания
Обеспечение восприятия, осмысления и первичного запоминания знаний, связей и
отношений в объекте изучения.
Первичная проверка понимания
Установление правильности и осознанности усвоения учебного материала, выявление
пробелов, неверных представлений, их коррекция.
Применение новых знаний
Обеспечение усвоения новых знаний и способов действий на уровне применения в
измененной ситуации.
Рефлексия учебной деятельности
Анализ и оценка успешности достижения цели; выявление качества и уровня овладения
знаниями.
Технология изучения
Организационный
Этапы
урока
Формируемые умения
Метапредметные (УУД):
регулятивные:
 осуществлять самоконтроль;
 овладевать умением прогнозировать;
коммуникативные:
 слушать и понимать речь других;
 уметь с достаточной полнотой и точностью
выражать свои мысли
Деятельность учителя
Приветствует учащихся,
проверить готовность к уроку
Деятельность обучающихся
предлагает Обучающиеся
проверяют
готовность к уроку
Актуализация знаний
Постановка учебной
проблемы
Предметные
 формула определения количества
информации с точки зрения алфавитного
подхода
На
предыдущих
уроках
вы
познакомились с понятием «информация» в
различных
областях
человеческой
деятельности и с алфавитным подходом к
измерению количества информации.
Повторим
- как определить объем
информационного сообщения
Учащиеся
отвечают на
вопросы,
в
случае
затруднения учитель задает
наводящие вопросы, приводит
примеры,
помогая
сформулировать понятия
Как определить количество информации
в сообщении, что из коробки с 32
познавательные:
ориентироваться в своей системе знаний разноцветными карандашами достали синий
карандаш? Можно ли определить количество
(определять границы знания/незнания);
символов в сообщении и информационный
регулятивные:
вес одного символа?
высказывать свое предположение;
А если в коробке лежат 10 синих
коммуникативные:
карандашей и 40 красных, какой карандаш
точно и полно выражать свои мысли
вероятнее достать?
После
коллективного
обсуждения
ситуации
учащиеся приходят к выводу,
что
кроме
алфавитного
подхода должен быть еще
какой-то метод определения
количества информации.
Метапредметные (УУД):
регулятивные:
 осуществлять самоконтроль;
 овладевать умением прогнозировать;
коммуникативные:
 слушать и понимать речь других;
 уметь с достаточной точностью выражать
свои мысли;
 владеть диалогической формой речи
Метапредметные (УУД):
С помощью наводящих
вопросов учителя делается
предположение, что тема
урока – определение
количества информации с
точки зрения содержательного
подхода.
Формулирование проблемы
Личностные:
устанавливать связь между целью учебной
деятельности и ее мотивом.
Метапредметные (УУД)
регулятивные:
 определять и формулировать цель
деятельности на уроке;
 определять последовательность действий на
уроке.
Вы правильно сделали вывод о том, что
не для всех ситуаций подходит алфавитный
подход, поэтому должен существовать и
какой-то другой метод.
Существуют два подхода к измерению
информации. Второй называется содержательный или вероятностный. Из названия
подхода можно сделать вывод, что количество информации зависит от ее содержания. Сообщение несет больше информации, если в нем содержатся новые и
понятные сведения. Такое сообщение называется информативным.
Рассмотрим понятие информативности
с другой стороны. Если некоторое
сообщение является информативным, оно
пополняет нас знаниями или уменьшает
неопределенность наших знаний.
Продолжите, пожалуйста,
такое Учащиеся в результате
высказывание:
Сообщение
содержит обсуждения формулируют
информацию, если …
вывод; Сообщение содержит
информацию, если оно
приводит к уменьшению
неопределенности наших
знаний.
Открытие нового знания
Предметные:
 знать формулу Хартли
 знать определение бит с точки зрения
уменьшения неопределенности знаний
 знать понятие «равновероятные события»
Организует обсуждение примеров с
бросанием монеты, с угадыванием номера
полки, на которой лежит книга при условии,
что в стеллаже 4 полки; с угадыванием числа,
загаданного в интервале от 1 до 8. Задает
вопросы:
Личностные
 Можем ли мы перед броском сказать, как
 определять правила работы в группах;
упадет монета?
 оценивать
содержание усваиваемого  Можем ли мы это событие предсказать?
материала
 Во сколько раз уменьшается
Метапредметные (УУД)
неопределенность знаний после броска?

Предположим, что у монеты обе стороны
регулятивные:
«орел». Существует ли неопределенность
 выдвигать свои гипотезы на основе
знаний пред броском в этом случае?
учебного материала;
 Получим ли мы новую информацию
 осуществлять самоконтроль;
после броска?
познавательные:
 Будет ли информативным сообщение о
овладевать умением поиска и выделения
результате броска?
необходимой информации
 Чему равно количество информации в
этом случае?
коммуникативные:

И т.п.
 слушать и понимать речь других;
 умение точно выражать свои мысли;
После вывода формулы на доске учитель
 владеть диалогической формой речи в
сообщает, что в 1928 г. американский
соответствии с грамматическими и
инженер Роберт Хартли предложил научный
синтаксическими нормами родного языка.
подход к оценке сообщений. Предложенная
им формула имела следующий вид:
i = log2 N , N=2i
Учащиеся отвечают на
вопросы, с помощью
наводящих вопросов учителя
чертят на доске таблицу и
заносят в нее данные
обсуждения:
Количество
равновероятных
событий, N
2
4
8
…
Количество
информации, i
1
2
3
…
На основании табличных
данных получают формулу,
которая
связывает
количество
возможных
событий
и
количество
информации:
N = 2i ,
где N — количество
возможных вариантов, i количество информации.
Первичное закрепление знаний
Предметные:
уметь определять количество
информации, если рассматривать
информацию как меру уменьшения
неопределенности знаний
Метапредметные (УУД)
Регулятивные:
 осуществлять самоконтроль
познавательные:
осуществлять анализ учебного
материала;
коммуникативные:
 слушать и понимать речь других;
 умение точно выражать свои
мысли.
Сейчас проверим, насколько понятен
для вас материал. Загружаем
интерактивные тесты Online Test Pad по
ссылке http://onlinetestpad.com/ruru/Go/Izmerenie-informaciiSoderzhatelnyj-podkhod23626/Default.aspx
Учащиеся выполняют тест по определению
количества информации.
Непонятные
моменты
обсуждаются
коллективно,
с
помощью
наводящих
вопросов учителя находят правильное
решение
Предметные:
 уметь определять количество
информации, если рассматривать
информацию как меру
уменьшения неопределенности
знаний
Применение нового знания на практике
Метапредметные (УУД)
регулятивные:
 отличать верно выполненное
задание от неверного;
 осуществлять самоконтроль;
познавательные:
 осуществлять анализ учебного
материала;
 корректно вести поиск и выделять
необходимую информацию;
 смысловое чтение
коммуникативные:
 слушать и понимать речь других;
 умение с достаточной полнотой и
точностью выражать свои мысли.
Формируем команды по два-три Учащиеся находят информацию по своей
человека. Каждая получает задание – теме и делают короткие сообщения (2-4
найти в интернете информацию по минуты)
теме:
Команда 1. Рудольф Клаузиус (краткая
биография, направления работы)
Команда 2. Людвиг Больцман (краткая
биография, направления работы)
Команда 3. Понятия «энтропия»,
«термо-динамическая вероятность»
Команда 4. Кристалл, кристаллическая
решетка
Команда 5. Дефекты структуры решетки,
называемые «вакансия»
Для проверки умения применять
открытые знаний на практике учащимся
предлагается следующая задача:
Вычислить
энтропию
двухмерного
кристалла, показанного на рисунке, у
которого вакансия может быть в любом
из всех узлов решетки.
Учитель подтверждает правильность
вычислений учащихся.
На основании анализа сообщений каждой
команды по найденной теме учащиеся
делают вывод и предлагают решение:
Энтропия есть функция состояния,
описывающая степень неупорядоченности
системы.
Количественная связь между
энтропией
и
термодинамической
вероятностью
выражается
формулой
Больцмана S=k lnW,
где k – постоянная Больцмана,
S – энтропия,
W – термодинамическая вероятность.
В этом кристалле 9*11–1= 98 атомов.
Вакансия может быть в любом из 99 узлов
решетки, следовательно, термодинамическая
вероятность W=99, тогда
S= 1,38*10-23 *·ln99= 1,38*10-23*4,60 =
6,35·10-23 Дж/К.
Рефлексия учебной деятельности
Личностные:
 устанавливать связь между
целью деятельности и ее
результатом.
Метапредметные (УУД):
регулятивные:
 осуществлять самоконтроль;
 совместно с учителем и
одноклассниками давать оценку
деятельности на уроке;
 выделять и осознавать то, что
уже усвоено и что нужно еще
усвоить;
коммуникативные:
 умение с достаточной полнотой и
точностью выражать свои мысли
Давайте подведем итоги урока.
Подумайте, что вы узнали нового, что
осталось непонятным или неинтересным.
Оцените свое настроение. Для этого
загрузите Gimp, создайте файл c
градиентной заливкой в цветовой гамме,
соответствующей вашему настроению, и
придумайте соответствующий слоган
для пояснения вашего настроения.
Учитель подводит итоги урока,
благодарит учащихся за хорошую и
активную работу.
Учащиеся в графическом редакторе Gimp
создают цветной файл со слоганом в
соответствии со своим настроением и
отношением к уроку и демонстрируют его на
экране мониторов
Медиаресурсы
1. Интерактивные тесты Online Test Pad - http://onlinetestpad.com/ru-ru/Go/Izmerenie-informacii-Soderzhatelnyjpodkhod-23626/Default.aspx
2. Информация и энтропия - http://holism.narod.ru/book1/2_10.htm
3. Строение реальных кристаллов и дефекты кристаллической решетки - http://www.tyap-lyap.org/metall/stroenie.shtml
Литература
1. Хуторской А.В. Системно-деятельностный подход в обучении: Научно-методическое пособие. — М.: Издательство
«Эйдос»; Издательство Института образования человека, 2012. — 63 с.
2. Деятельностно-ориентированный подход к образованию//Управление школой. Газета изд. Дома «Первое
сентября».-2011.-№9.-с.14-15.