План конспект урока по информатике и ИКТ как модель человека

План конспект урока по информатике и ИКТ
8 класс
Тема урока: «Компьютер как модель человека и инструмент для
компьютерного информационного моделирования объектов»
Цели:
1. сформулировать цель, с которой человек разработал компьютер;
2. доказать, что компьютер – управляемая материальная модель человека;
3. доказать, что компьютерная система – материальная модель человека,
отображающая его действия в процессе информационной
деятельности.
4. активизировать знания учащихся в различных предметных областях
школьного курса (физики, биологии, литературы, химии);
Задачи:
1.
Образовательные: показать роль моделирования в деятельности
человека, сформировать системный подход к окружающему миру,
сформировать понятия об объектах, системах объектов, моделях, процессе
моделирования, развить навыки
осознанного применения знаний,
полученных на школьных предметах, при построении моделей и проведения
исследования на компьютере информационных моделей из различных
предметных областей, изучаемых в школе.
2.
Развивающие: развить умения обобщать, структурировать материал,
изучаемый на различных школьных предметах при создании
информационных моделей, развивать исследовательские и творческие
способности учащихся, умение видеть модели явлений, процессов в
школьных предметах, видеть за схемами и формальными моделями живой
мир.
3.
Воспитательные: воспитывать трудолюбие, чувство ответственности
за результаты своего труда, умение работать самостоятельно и в группах,
воспитывать чувство патриотизма, гордости за свою страну.
Тип урока: урок обобщения и систематизации знаний.
Формы организации познавательной деятельности: фронтальная, парная.
Когда в середине ХХ века человеческая цивилизация оказалась в
информационном кризисе, перед учеными встала задача найти выход из
этого кризиса. Для разрешения кризиса необходимо было дать людям вместо
традиционных новые инструменты для использования в информационных
процессах сбора, хранения, обработки и передачи информации. Эти
инструменты должны были превосходить по своим техническим параметрам
возможности человека, работающего с информацией по старым технологиям.
Так была сформулирована цель:
создать модель, способную помочь человеку в занятии
информационной деятельностью, не заменяя в ней человека полностью.
Инструмент, отвечающий решению поставленной задачи, был создан – это
компьютер.
Компьютер – материальная модель человека, отображающая его
действия в процессе информационной деятельности. Это подтверждает одна
из информационных моделей компьютерной системы, изображающая его
структурную
схему,
где
стрелками
обозначены
направления
информационных потоков между блоками компьютера.
Оперативная память
Устройства ввода
Центральный
процессор
Внешняя память
Устройства вывода
Без особого труда можно установить наличие соответствующих
«устройств» у человека. Например, любой из наших органов восприятия
информации — это устройство ее ввода в ту часть мозга (процессор), которая
информацию обрабатывает. Тетради, книги, фотографии — это наши
устройства внешней памяти, а роль постоянной памяти играют, наверное,
наши гены.
Таким образом, при разработке компьютера для указанных целей
моделирования были отобраны в качестве существенных те свойства
человека, которые позволяли ему получать, хранить, передавать и
обрабатывать информацию.
Поэтому система «компьютер» по своей структуре, взаимосвязи
элементов и моделируемым ими функциям является подобием человека,
работающего с информацией, занятого информационной деятельностью.
Только человек - это самоуправляемая система, в то время как компьютером
нужно управлять, чтобы возможности его как материальной модели были
реализованы. Мы управляем компьютером с помощью компьютерных
программ, т. е. с помощью информационных моделей. Действительно, ведь
компьютерная программа по определению является описанием на одном из
языков кодирования последовательности действий компьютера как
исполнителя, решающего некоторую задачу. Заметим, что языком для
кодирования информации, предназначаемой в качестве команд устройствам
компьютера, стал язык, поддающийся физическому воплощению на
компьютерных носителях информации — язык двоичных (или еще говорят,
машинных) кодов. Это дает возможность хранить всю последовательность
команд, составляющих компьютерную программу, в памяти компьютера.
Поэтому компьютерные программы пишутся или непосредственно на
языке двоичных кодов или на языках программирования, допускающих
автоматическую трансляцию на язык машинных кодов. Понятно, что этот
язык кодирования не из группы естественных (национальных) языков, а из
группы языков, специально созданных человеком для представления
информации в некоторой сфере своей деятельности, то есть формальных (или
формализованных). Компьютерная программа, таким образом, является
полностью формализованной информационной моделью действий человека,
работающего с информацией, и для компьютера она становится
последовательностью команд, которые компьютер формально выполняет под
управлением человека.
Компьютер и человек, использующий компьютер как инструмент при
работе с информацией, — элементы единой, целостной системы. Исследуя
эту систему, мы установили взаимосвязь работающего с информацией
человека и компьютера, являющегося его материальной моделью, и
взаимосвязь
компьютерной
программы
как
формализованной
информационной модели действий человека с информацией и компьютера,
управляемого этой программой, работающего в соответствии с командами
такой программы. Следствием и одновременно проявлением этого является
формализм в работе компьютера, замеченный и понимаемый ранее лишь в
обычном житейском смысле.
Далее, при решении задачи согласно компьютерной программе
формальный исполнитель формализованного решения задачи оперирует с
информацией об объектах, относительно которых решается задача, как с
данными.
Данные и программы. Во время работы компьютера происходит обмен
информацией между его устройствами. Информацию, которую компьютер
обрабатывает автоматически в соответствии с командами программы,
называют данными. Очевидно, что информацией, отличной от данных, но
также циркулирующей между определёнными устройствами компьютера
являются команды программы (т.е. собственно программа), предписанные
компьютеру как исполнителю. Процессор обрабатывает данные согласно
программе, находящейся в оперативной памяти. Он выбирает команды
программы одну за другой. Заметим, что компьютерная программа для
сохранения после выключения компьютера может быть передана из ОЗУ на
устройство внешней памяти, где она будет сохранена в виде файла.
Аналогично можно поступить и с совокупностью данных. В любом случае в
каждом файле хранят информацию, однородную по своему назначению, а во
время работы компьютера, как данные, так и программа их обработки
должны находиться в оперативной памяти.
Данные в компьютере представляются в соответствующей носителю
закодированной
форме
(величинами
электрических
сигналов,
намагниченности). Они отражают некоторые характеристики объектов –
такие как размеры, форма, цвет, скорость, имя, сила звука и т.п. свойства,
существенные для компьютерного моделирования объектов при решении на
компьютере относительно них разного рода задач. Эти целенаправленно
отобранные данные об объекте образуют компьютерную информационную
модель объекта.
Итак, компьютер, будучи материальной моделью человека,
работающего с информацией, информационную деятельность человека
только имитирует, не повторяя при этом все её свойства. Он формально
моделирует лишь те свойства исполнителя, работающего с информацией,
которые позволяют воспринимать его как инструмент для компьютерного
информационного моделирования объектов. В основе такой работы
компьютера лежат три принципа:
1) программное управление работой компьютера;
2) хранение в его оперативной памяти той программы, под
управлением которой он работает и тех данных, которые он
обрабатывает;
3) двоичное кодирование как управляющих его работой программ,
так и данных, обрабатываемых компьютером в соответствии с
этими программами.
Таким образом, компьютер является результатом особого
имитационного моделирования, при котором логико-математическая
модель информационной деятельности человека положена в основу
алгоритма функционирования, реализованного в виде аппаратнопрограммного обеспечения компьютерной системы.
5. Контроль и самопроверка знаний
6. Домашнее задание