Примеры и задания к теме «Информация и информационные процессы»

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:

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 урока информатики в 8 классе

Конспект открытого урока по информатике в 9 классе

Конспект урока информатики во 2 классе

Оценка достижений учащихся на уроках информатики

Конспект урока информатики в 3 классе

Марина # 4 сентября 2013 в 13:52 +2
Отличная подборка заданий, я работаю в школе, но буду их использовать на своих уроках. Спасибо!
Татьяна Дмитриевна Меркулова # 5 сентября 2013 в 18:03 +1
Рада, что материал вам пригодился. Я специально разрабатываю или адаптирую задания по информатике к профессии, которой обучается группа. Такие профнаправленные задания и задачи учащиеся решают с большим интересом и желанием. Главное при этом не возникает вопрос: "А зачем нам это нужно?" Думаю то, что изучается с интересом и запомнится на более долгое время.
Надежда Андреевна Худайкулова # 30 января 2014 в 15:53 0
Действительно задания практикоориентированы, что особенно актуально в современной школе, где учащиеся любят задавать этот вопрос. Жаль мы эту тему уже прошли, но в дальнейшем обязательно буду использовать Ваши идеи.
Спасибо за материал.
Ольга Анатольевна Ковтун # 11 февраля 2014 в 14:38 0
Огромное спасибо за материал. Очень жаль что не прочла его раньше, эту тему уже прошли. Но на следующий год обязательно использую Ваш материал на своих уроках. Прекрасные примеры. Очень интересные задания. Очень понравилось задание - проект.
Александр Николаевич Мартынов # 20 мая 2014 в 09:00 0
Спасибо за задание- проект. Я молодой специалист, моя методическая тема "Использование метода проектов на уроках информатики". Сейчас очень мало полезного материала по проектной деятельности. А ваш материала обязательно использую при изучении соответствующей темы. Вообще побольше бы такого материала по проектной деятельности, ведь учащихся очень легко заинтересовать поиском, отбором и обработкой информации.
Людмила Сергеевна Уфимская # 2 июня 2014 в 15:28 0
Очень люблю использовать метод проектов. Замечательные задания. Можно добавить еще самостоятельный поиск примеров и самооценку исследовательской работы.
Марина Миннуровна Галеева # 30 июня 2014 в 14:59 0
Спасибо автору за разработку! Конспект можно использовать в готовом виде, задания с практической направленностью повышают интерес учащихся на уроке.
Александр Андреевич Плетнёв # 28 октября 2014 в 11:00 0
Спасибо за материал. Работа хорошая и объемная, раскрыты все необходимые вопросы
Оксана Александровна Кужелева # 30 октября 2014 в 23:01 0
Хороший урок. Задания и на подготовку к экзамену и по теме урока. Практическая работа поможет детям больше понять тему урока. В конспекте затронуты все важные аспекты, которые нужны. Такая форма занятий повышает интерес к предмету.
Оксана Александровна Кужелева # 30 октября 2014 в 23:09 0
Спасибо за материал. Работа хорошая и объемная, раскрыты все необходимые вопросы
Марат Калимканович Сагумбаев # 20 ноября 2014 в 11:54 0
Татьяна Дмитриевна, спасибо за материал. Интересные задания и примеры. Обязательно использую Ваш материал. Успехов в работе!
Надежда Александровна Кулаева # 7 января 2015 в 22:02 0
Татьяна Дмитриевна, большое спасибо за материал.
У Вас всегда интересные идеи ведения урока, а интеграция с практикой - очень важно!
Конечно в один урок материал не уложиться (сужу по себе и своим ученикам), но это не страшно.
P.S. увидела!, что это не разработка урока, а тема!
Тема большая, на несколько уроков займет детей. Тем более такие хорошие и жизненные примеры, чего так не хватает порой.
Бывает слышишь от детей вопрос: "А как нам это пригодится в жизни? на практике?". Ваш материал это наглядно демонстрирует.
Большое спасибо за разработку.
У Вас нет презентации для данного материала?
Марина Викторовна Митюшкина # 29 марта 2015 в 16:50 0
Тема актуальная. Материал интересный, изложен доступно. Его вполне можно использовать в старших классах.
Александр Сергеевич Левченко # 8 апреля 2015 в 11:58 0
Материал рассчитан на 8 класс. Считаю, что важно сформировать у учащихся целостно-смысловую ориентацию в данном направлении.
Олеся Владимировна Самодурова # 5 мая 2015 в 11:51 0
Интересный материал. Всегда хочется разнообразить формы уроков, меня особенно привлекает использование проектов. В данной работе приведены примеры организации интересных и доступных проектов для учеников.
Екатерина Викторовна Соловьёва # 22 мая 2015 в 16:35 0
Здравствуйте, Татьяна Дмитриевна. Очень понравились ваши разработки. Уже давно работаю в школе, но каждый раз стараюсь добавить в уроки что-то новое, интересное. Обязательно воспользуюсь вашим материалом.
Анастасия Геннадиевна Гуркина # 14 июля 2015 в 18:26 0
Спасибо за работу. Очень понравилось профессиональное направление заданий. Этого часто не хватает ученикам - понять для чего мы учим это.
Надежда Анатольевна Ващенко # 4 августа 2015 в 18:44 0
Интересные идеи. Можно присовокупить использование электронных таблиц для преобразования информации: к 10 классу учащиеся их уже подзабывают.
Анастасия Юрьевна Кузнецова # 23 сентября 2015 в 16:43 0
Татьяна Дмитриевна, спасибо Вам за разработку. Буду использовать в 10 классе, у нас данная тема 2 часом. Тема раскрыта полностью.
Ольга Александровна Новикова # 24 октября 2015 в 13:39 0
Спасибо за материал. Задания продуманные, разнообразные, связаны с повседневной жизнью. Очень интересен проект. Обязательно воспользуюсь Вашим опытом. Творческих успехов и талантливых студентов!
Светлана Валерьевна Селюнина # 2 ноября 2015 в 15:27 0
Спасибо за предоставленный материал что то можно взять себе на заметку!
Елена Валерьевна Флягина # 8 февраля 2016 в 15:01 0
Материал можно применять на уроках по теме "Информация и информационные процессы" в школе. Тема очень теоретическая и интересна именно практическая направленность этой темы. Спасибо, Татьяна Дмитриевна!
Елена Владимировна Прядкина # 16 августа 2016 в 12:35 0
Здравствуйте, Татьяна Дмитриевна! Спасибо за вашу разработку. На таких "теоретических" темах очень хорошо использовать проектный метод. Это творчество, и ребята ценят возможные проявления свободы самовыражения. Буду использовать ваши вашу наработку с ориентацией на разные классы.
Дарья Сергеевна Куценко # 10 сентября 2016 в 14:35 0
Спасибо за разработку урока. Цели урока сформулированны на мой взгляд верно. Тема довольно сложная для учащихся, но материал изложен доступно, понятно. Хорошо то, что ученику предоставляется возможность самому оценить свою работу. Нахождение и исправление ошибок позволяет учащимся закрепить знания полученные на уроке. Спасибо!