Примеры и задания к теме «Информация и информационные процессы» в условиях профессионального лицея
Автор: Меркулова Татьяна Дмитриевна, преподаватель информатики и ИКТ ОГБОУ НПО Профессиональный лицей №3 г. Иваново
Описание работы: Данный материал будет полезен для учителей информатики, преподающих данный предмет в системе НПО и/или СПО, а также в профильных классах школ. Главная специфика материала – это его профессиональна направленность. Возраст учащихся – 1 курс профлицея, что соответствует 10 классу школы. Представленные задания могут применяться на уроках информатики при изучении темы «Информация и информационные процессы».
Примеры и задания к теме «Информация и информационные процессы»
Информатика – одна из фундаментальных областей научного знания, отражающая системно – информационный подход к анализу окружающего мира, изучающая информационные процессы, методы и средства получения, преобразования, передачи, хранения и использования информации. Информатика — научно-практическая дисциплина с широчайшим диапазоном применения.
Познавая окружающий мир, человек постоянно имеет дело с информацией. Она помогает человеку правильно оценить происходящие события, принять обдуманное решение, найти наиболее удачный вариант действий. Любая деятельность человека представляет собой процесс сбора и переработки информации, принятия на ее основе решений и их выполнения. В производственной деятельности информация передается в виде текстов и чертежей, справок и отчетов, таблиц и других документов, информацией являются и показания различных приборов, датчиков, исполнительных механизмов.
Поэтому важно научиться использовать возможности информатики и ИКТ в решении различных профессиональных задач. Именно для этого я провожу рассмотрение основных понятий данной темы на примерах с практическим профессиональным содержанием.
Методическая задача здесь – научить выявлять свойства информации, классифицировать информацию по видам. Учащиеся должны уметь приводить примеры информационных процессов в природе, обществе и технике, научиться выбирать наиболее удачную форму представления информации.
Например, для введения понятий «система», «системный эффект» используются следующие примеры, соответствующие профессиям:
· отдельные заготовки не образуют систему, но если их соединить сварочным швом, то можно изготовить, например, металлическую дверь, мангал, и т. д.
· отдельные продукты также не образуют систему, но если их использовать для приготовления хлеба по некоторой рецептуре, то мы получаем хлебобулочное изделие как систему входящих в него компонентов.
Данные объекты уже являются системами, обладающими новыми, не присущими их составным частям свойствами.
В теме «Дискретные и непрерывные сигналы» рассматриваем примеры оборудования или материалов по профессии. Дискретными являются показания цифровых измерительных приборов, которые используются при проведении сварочных работ. Переключатель диапазонов температурного режима в современных печах сконструирован так, чтобы он принимал только фиксированные положения.
Например, сахарный песок дискретен, поскольку он состоит из отдельных песчинок. А вода или масло непрерывны (в рамках наших ощущений, поскольку отдельные молекулы мы все равно ощутить не можем). Аналоговое устройство – газовая горелка с ручной регулировкой, дискретное – оборудование для точечной сварки.
В темах, связанных с подходами к определению количества информации решаем следующие задачи, содержащие элементы профессиональной направленности.
1) Если известно, что на складе имеется 32 сорта хлебобулочных изделий (или электродов различного диаметра), то информационный объем сообщения о том, что со склада отгружена партия батонов нарезных (или электродов диаметра
4 мм), находится из уравнения:
32 = 2I , I = 5 бит, т. к. 25 = 32.
2) На складе предприятия хранится некоторое количество различных сортов муки (видов заготовок для сварных конструкций). Сообщение о том, что для выпечки была использованная пшеничная мука 1 сорта (заготовка № 7) содержит 5 битов информации. Сколько сортов муки (видов заготовок) хранится на складе?
3) Для приготовления салата необходимо воспользоваться 8 ингредиентами. Повар решил сэкономить продукты и воспользовался только 4. Сколько бит информации содержится в сообщении, что салат состоит из 4 составляющих?
4) Датчик температуры (давления) расположен в печи (подключен к сварочному полуавтомату или газовому баллону). Он передает сообщения о температуре в помещении (давлении внутри баллона) и может принимать целые значения в промежутке от 220 до 280, которое записывается при помощи минимально возможного количества бит. Датчик выдал 80 измерений. Определить информационный объем результатов наблюдений.
а) 60 байт б) 70 бит в) 80 байт г) 480 байт.
4) На складе 2 помещения. Одно состоит из 10 стеллажей по 5 полок каждый, второе – из 8 стеллажей по 4 полки. Какое минимальное количество бит потребуется для кодирования каждой полки в автоматизированной системе?
5) В непрозрачной упаковке в случайном порядке хранятся 10 электродов диаметром 3 мм, 20 электродов диаметром 4 мм, 30 электродов диаметром 5 мм и 40 электродов диаметром 6 мм. Какое количество информации будет содержать зрительное сообщение о диаметре вынутого из упаковки электрода?
Решение: Так как количество электродов различных диаметров неодинаково, то зрительные сообщения о диаметре вынутого из упаковки электрода также различаются и равны количеству электродов данного диаметра деленному на общее количество электродов:
10 + 20 + 30 + 40 = 100 - электродов всего,
P3мм = 10/100; P 4мм = 20/100; P 5мм =30/100; P 6мм = 40/100, следовательно:
P 3мм = 0,1; P 4мм = 0,2; P 5мм = 0,3; P 6мм = 0,4.
События неравновероятны, поэтому для определения количества информации, содержащегося в сообщении о диаметре электрода, воспользуемся формулой Шеннона:
I = - (0,1·log20,1+ 0,2·log20,2 + 0,3·log20,3 + 0,4·log20,4) = 1,85 бит.
Аналогично составляется задача и для других профессий. Достаточно заменить, например, упаковку электродов на коробку конфет «Ассорти» (для профессии «Кондитер сахаристых изделий»).
В теме «Классификация информационных процессов» провожу рассмотрение информационных процессов в профессиональной деятельности человека.
Например, в теме «Языки кодирования. Формализованные и неформализованные языки» в процессе обсуждения приходим к выводу о том, что любая профессия требует своего специального формального языка, своих особых терминов – профессиональных слов, которые присущи только ей. Например, в сварке есть электрододержатели, а у пекарей под печи.
Пример производственного информационного процесса:
.jpg)
Рис 1. Как создается новое изделие
Человек создал приборы — микроскоп и телескоп, термометры и тахометры и др., позволяющие извлекать ту информацию, которая недоступна ему в непосредственных ощущениях. Получение информации техническими системами называется вводом информации, который может осуществляться либо человеком, либо с помощью специальных измерительных устройств - датчиков. Данные устройства необходимы для сбора информации и автоматизации любого технологического процесса на производстве.
Поиск информации всегда сопровождается ее отбором. Отбор может составлять часть информационного поиска или выполняться как самостоятельная операция. В процессе отбора информации она может проходить процедуры сравнения, регистрации, измерения величин и их представления, оценки свойств в соответствии с заданными критериями и др.
Проект «Новости профессии»
Тип проекта: информационный, общий.
Планируемый результат: создание учащимся подборки сообщений, иллюстраций, заметок из периодической прессы (и других источников информации) о своей профессии с целью их последующего применения на уроках информатики и спецтехнологии.
Цели: закрепить навыки учащихся связанные с информационными процессами, а именно, обменом, хранением и обработкой информации. Формирование навыка самостоятельного выполнения задания, а также потребности к расширению своего кругозора. Кроме этого идёт параллельная подготовка к изучению последующих тем.
Учебно-педагогическая задача: используя материалы периодической печати, (Интернета) произвести поиск и отбор материалов по своей профессии. Проанализировать представленный материал и снабдить его собственными комментариями. Представить свою работу, обосновав критерии отбора материала.
Длительность: 2-3 недели.
В ходе выполнения проекта учащиеся вовлекаются в процесс поиска и систематизации информации, получаемой из внешних источников. У них формируется потребность к самообразованию, актуализируется их творческое начало.
Информация, предназначенная для хранения и передачи, как правило, представлена в форме документа. При прохождении этой темы рассматриваем некоторые виды документов необходимых для организации технологических процессов и производства в целом.
Обработка (преобразование) информации — это процесс, в ходе которого изменяется содержание или форма представления информации. Обрабатывать можно информацию любого вида, и правила обработки могут быть самыми разнообразными.
Например, работник склада составляет картотеку материальных ценностей. На каждый предмет заполняется запись, на которой указываются все его параметры: наименование, год выпуска, стоимость и пр. Из них создается база данных, где эти записи располагаются в строгом порядке.
Рассмотрим еще примеры обработки информации (таблица 1):
Таблица 1. Примеры обработки информации
|
Пример обработки информации
|
Входная информация
|
Правило преобразования
|
Выходная информация
|
|
Приготовление блюда из …
|
Набор исходных продуктов.
|
Рецепт приготовления.
|
Готовое изделие.
|
|
Определение времени приготовления …
|
Время начала работ и время их завершения.
|
Математическая формула.
|
Время, затрачиваемое на приготовление ...
|
|
Получение инструктажа перед работой
|
Наряд – задание на работу.
|
Чтение текста или схемы задания и пояснения к ним.
|
Усвоенная (понятая) информация рабочим, готовым к выполнению задания.
|
|
Ремонт какой-либо системы, устранение неисправности.
|
Признаки повреждения и результаты тестирования.
|
Знания и опыт мастера по ремонту.
|
Алгоритм или способ устранения неисправности.
|
Информация передаётся в форме сообщений от некоторого источника информации к её приёмнику посредством канала связи между ними. Источник посылает передаваемое сообщение, которое кодируется в передаваемый сигнал. Этот сигнал посылается по каналу связи. В результате в приёмнике появляется принимаемый сигнал, который декодируется и становится принимаемым сообщением.
Работу такой схемы можно пояснить на следующих примерах передачи информации в социальных и технических системах (таблица 2).
Таблица 2. Примеры передачи информации
|
Процесс
|
источник
|
приемник
|
носитель
|
канал связи
|
помехи
|
|
Мастер – рабочий
|
мастер
|
рабочий
|
звуковая волна
|
воздух
|
шум, в бытовом смысле этого слова
|
|
Ввод данных о работе цеха за неделю для начисления зарплаты
|
человек
|
компьютер
|
электричество
|
провода
|
перепад напряжения в сети
|
|
Датчик - человек
|
датчик
|
человек
|
шкала прибора
|
зрение человека
|
неисправности прибора
|
|
Поиск информации по профессии в компьютерной сети
|
компьютер
|
компьютер
|
электричество
|
компьютерные сети
|
сбой в сети
|
|
Отопительная система (печь) – человек (без непосредственного) контакта
|
отопительная система
|
человек
|
воздух с параметром - температура
|
воздух
|
открытое окно (или дверь) в холодное время года
|
|
Сборка изделия из готовых деталей
|
деталь 1
|
деталь 2
|
форма деталей
|
сила трения
|
мусор в месте соединения
|
Таким образом, происходит рассмотрение основных понятий данных тем на примерах с элементами практического профессионального содержания.
Литература
1. Гейн А.Г., Сенокосов А.И. Справочник по информатике для школьников. -Екатеринбург: «У-Фактория», 2003. -192 с.
2. Горячев А., Шафрин Ю. Практикум по информационным технологиям-М.: Лаборатория базовых знаний, 2000. -205 с.
3. Дж. Дьюи. Демократия и образование: Пер. с англ. -М.: Педагогика-Пресс, 2000. – 384 с.
4. Макарова Н.В. Информатика. Практикум по информационным технологиям. – СПБ.: Питер, 2001. -180 с.
5. Полат Е.С. Типология телекоммуникационных проектов. //Наука и школа. -№ 4, 1997.- с.30-34.
6. Шелепаева А.Х. «Поурочные разработки по информатике. Пособие для 8-9 кл. средней школы» -М.: «Вако», 2007. -327 с.
Рекомендуем посмотреть:
Конспект открытого урока по информатике в 9 классе
Конспект урока информатики в 3 классе
Оценка достижений учащихся на уроках информатики
Конспект урока информатики во 2 классе
Конспект урока информатики в 8 классе
