Aplicación práctica de la Bosova L.L. al realizar lecciones de informática a nivel propedéutico. Definición de un bit. Las conexiones interdisciplinarias se utilizan ampliamente a lo largo de las lecciones. Pero son percibidos por los estudiantes como una adición y una extensión.
Las cambiantes condiciones socioeconómicas del país han cambiado la estructura y el contenido de las disciplinas académicas. escuela en etapa actual El desarrollo de la sociedad no sólo debe dar a los estudiantes una cierta cantidad de conocimientos, sino también prepararlos para poder resolver una amplia variedad de tareas en el futuro. En la etapa actual de desarrollo de la educación, se vuelve relevante la tarea de educar a una persona pensante, capaz de navegar en condiciones cambiantes, el flujo de información, lista para la búsqueda creativa. Esto se resuelve con bastante éxito cuando se utilizan las actividades del proyecto de los estudiantes en la práctica educativa.
El método del proyecto es una forma de conocer la realidad, que contribuye al desarrollo y formación de una persona en un mundo moderno y dinámicamente cambiante. "Todo lo que sé, sé por qué lo necesito y dónde y cómo puedo aplicar este conocimiento": esta es la tesis principal de la comprensión moderna del método del proyecto.
El método de proyectos, en mi opinión, ayuda a desarrollar en los estudiantes pensamiento lógico, interés cognitivo, ampliar las capacidades mentales, tales características de la inteligencia como: síntesis, análisis, generalización, clasificación, comparación. Este método de enseñanza también lleva el aspecto filosófico de la relación con la realidad, afecta la visión del mundo de los estudiantes. Con su implementación, se lleva a cabo la formación de la esfera de operaciones mentales del niño y sus habilidades prácticas.
En las lecciones de informática, el método del proyecto se puede utilizar al máximo, porque. en estas lecciones, el trabajo independiente en la computadora se usa con mayor frecuencia, métodos de diferenciación y entrenamiento individual. Al estudiar un curso de informática, muchos temas importantes no cuentan con soporte informático. actividad del proyecto los estudiantes pueden ser utilizados en tales lecciones. Esto permitirá una revisión más completa y comprensiva del material de las lecciones y mantendrá a los estudiantes interesados en estudiar estos temas. La actividad del proyecto es, en mi opinión, el mejor control de conocimientos, habilidades y destrezas en las lecciones de informática. Los proyectos estudiantiles terminados son un indicador importante de la aplicabilidad de los conocimientos adquiridos.
En el método de proyecto, es obligatorio un elemento de competencia entre grupos separados de estudiantes, lo que aumenta significativamente el autocontrol de los estudiantes y, lo que es más importante, activa bien la actividad. La defensa exitosa del proyecto anima al estudiante a nuevas medidas. Cabe señalar que no siempre los mejores y más extraordinarios proyectos se obtienen de estudiantes con buen desempeño. Salen proyectos brillantes y aquellos tipos que no tienen paciencia para la preparación sistemática de lecciones.
Al participar en las actividades del proyecto, los muchachos intercambian información entre ellos, consultan, discuten, se ayudan y se evalúan mutuamente. En el proceso de comunicación, los estudiantes comprenden rápidamente y mejor el material educativo, juntos eliminan errores. Esto permite que todos avancen a su propio ritmo, levanten a los débiles y no detengan a los estudiantes que son fuertes en conocimiento.
Por lo tanto, podemos decir que el método de proyectos en la lección de informática y después del horario escolar le permite al maestro tanto individualizar el trabajo en la lección, realizando tareas que sean factibles para cada estudiante, como colectivizar la actividad cognitiva de los estudiantes. Además, las actividades del proyecto en informática contribuyen al desarrollo de la observación, la capacidad de ver lo inusual en cosas familiares, hacerse preguntas sobre los fenómenos que encuentra en la vida, establecer una meta y formular los resultados de su actividad independiente.
Como ejemplo de la actividad del proyecto de los estudiantes en los grados 5-7, se puede citar un proyecto de juego sobre el tema: "Protección de proyectos fantásticos". Se invita a los estudiantes a presentar proyectos sobre ciertos temas: el proyecto de un edificio residencial bajo el agua, el proyecto de una ciudad espacial, la vida en el mundo cibernético, la computadora del futuro. El formulario de diseño es gratuito, desde un diseño hasta un dibujo y una presentación por computadora. En los grados 8-9, los siguientes proyectos son de gran interés para los estudiantes: "Máquina inteligente", "Algoritmos y realidad", "Seamos saludables en el siglo XXI". El proyecto "Máquina inteligente" se considera al estudiar el tema: "Inteligencia artificial". Este proyecto plantea preguntas como: "¿Cuál es la complejidad de crear inteligencia artificial?", "Historia y perspectivas en el campo de esta ciencia", "¿Qué pasará con la humanidad si se crea la inteligencia artificial?". El proyecto "Algoritmos y realidad" se considera al estudiar el tema: "Algoritmización" en el grado 9. En este, el proyecto explora la aplicación práctica de la actividad algorítmica humana, encontrando algoritmos en nuestro vida real y en diversas materias académicas, la importancia de la algoritmización del pensamiento humano. El objetivo del proyecto Seamos Saludables en el Siglo XXI es formar una actitud crítica hacia el uso cotidiano de las computadoras en la vida humana, su visión de la compatibilidad estilo de vida saludable la vida y el trabajo en la computadora.
Como resultado, los estudiantes presentan sus proyectos en forma de presentaciones o publicaciones. La posición activa de los niños en el proceso de evaluación del trabajo es muy importante. Los niños revisan el trabajo de los compañeros de clase utilizando los criterios para evaluar el proyecto. En el proceso de discusión del problema, se pueden expresar opiniones, incluidas las incorrectas, lo que contribuye a la libre expresión de un punto de vista individual sin temor a cometer un error.
Al final del proyecto, se puede crear un grupo experto de estudiantes que, habiendo considerado todos los proyectos, seleccionará los mejores y distribuirá premios. Los estudiantes distinguidos pueden recibir certificados. También puede crear un periódico que destaque el trabajo de los estudiantes en el proyecto y presente los resultados. trabajo comun. muy bueno para gastar conferencia cientifica y presentar los proyectos de los estudiantes para la consideración de otros estudiantes y maestros de la escuela.
En los grados 10-11, como resultado del estudio del tema: "Software informático moderno", puede ofrecer la defensa de proyectos individuales en varias materias escolares o optativas, o la presentación de cualquier producto de software, o el diseño y desarrollo de bases de datos. para clases y escuelas. Este proyecto educativo puede ser considerado como un proyecto de investigación de problemas. Los proyectos de los estudiantes se pueden usar más tarde en lecciones de informática y en lecciones de otras materias. curso escolar. Altamente punto importante es que al crear un proyecto, el principio de aplicación práctica de los conocimientos adquiridos por los estudiantes en el estudio varios artículos. Un ejemplo de un proyecto que considera relaciones interdisciplinarias es el proyecto: "Modelado del movimiento de un cuerpo bajo la influencia de la gravedad usando hojas de cálculo". El propósito de este proyecto es la capacidad de construir modelos de computadora sobre la base de procesos físicos y la formación de habilidades para actividades de investigación independientes de escolares.
El éxito de todo el proyecto depende en gran medida de la correcta trabajo organizado en sus distintas etapas (preparación, organización, tenencia, protección).
proyectos educativos Debe cumplir con las características de edad de los estudiantes, aumentar su interés en el tema que se estudia.
La vida humana es un movimiento por el camino del conocimiento. Cada paso puede enriquecernos si, gracias a la nueva experiencia, empezamos a ver lo que antes no notábamos o no entendíamos, a lo que no le dábamos importancia. Cada uno de nosotros - inicialmente, por naturaleza - un investigador. Podemos suprimir esta habilidad, o podemos desarrollarla dominando los métodos de organización de la investigación. Y qué importante en las condiciones mundo moderno no estrechar la cosmovisión de nuestros alumnos, sino desarrollar en ellos la capacidad de construir de forma activa e independiente su propio camino de conocimiento, su propia vida.
Apéndice 1 . Proyecto "Máquina inteligente"
Anexo 2. Proyecto "Algoritmos y Realidad"
Anexo 3. Proyecto "Seamos saludables en el siglo XXI"
Anexo 4. Proyecto pedagógico: "Actividad investigadora en las clases de informática"
Literatura:
- Nuevas tecnologías pedagógicas y de la información en el sistema educativo / Ed. ES Polat - M., 2000.
- El concepto de desarrollo de actividades de investigación de los estudiantes./Autor: Alekseev N.G. y otros - J. " Investigar escolares”, 2002.
- Leontovich A. V. Actividades de investigación de los estudiantes (disposiciones básicas). / Colección de artículos "Actividades de investigación de los estudiantes". -M., 2003.
- Intel "Learning for the Future" (apoyado por Microsoft): Proc. Beneficio. - M .: Casa editorial y comercial "Edición rusa", 2004.
Un numero de últimos años internacional investigación1 reveló deficiencias significativas en la capacidad de los escolares rusos para aplicar los conocimientos y habilidades adquiridos en la escuela en el contexto de situaciones de la vida. Efectivamente, la vida no se parece en nada a las tareas que resuelven los alumnos en la escuela; cada problema de la vida que surge es al menos nuevo. Uno de formas posibles preparar a los escolares para resolver nuevos problemas: la formación de habilidades de investigación, incluida la realización de experimentos virtuales.
La investigación es única actividad cognitiva persona, establecer, descubrir, comprender la realidad, obtener nuevos conocimientos. La investigación implica el desarrollo de habilidades de observación, atención y análisis.
A diferencia de investigación científica, cuyo objetivo principal es obtener objetivamente nuevos conocimientos, los estudiantes en el curso de las actividades de investigación reciben subjetivamente nuevos conocimientos (nuevos y personalmente significativos para un estudiante en particular). Esto aumenta la motivación para Actividades de aprendizaje y activación de la posición personal del estudiante en el proceso educativo. La finalidad de la actividad investigadora en educación es adquirir por parte del alumno la habilidad funcional de la investigación como manera universal dominio de la realidad.
Es costumbre distinguir los siguientes métodos y técnicas de actividades de investigación:
- - capacidad de ver los problemas;
- - capacidad para desarrollar hipótesis;
- - la capacidad de observar;
- - capacidad para realizar experimentos;
- - la capacidad de definir conceptos, etc.
ejemplo canónico organización de las actividades de investigación de los estudiantes más jóvenes en las lecciones de informática es trabajar con "cajas negras". Pero las tareas del tipo de investigación se pueden completar con éxito con estudiantes más jóvenes al dominar un editor gráfico.
Ejemplo 1. Herraduras
- 2. Abra el archivo Horseshoe.bmp.
- 3. Con la herramienta Línea, divida cada forma con dos líneas rectas en el número especificado de partes (3, 4, 5, 6).
- 4. Utilice la herramienta Relleno para rellenar cada parte de la forma. color diferente.
- 5. Guarde el resultado del trabajo en una carpeta personal con el nombre Horseshoe1.
Esta tarea se ofrece a los estudiantes en la etapa de dominio de las herramientas de un editor gráfico. Es importante que al hacerlo, los muchachos no solo dibujen líneas rectas, sino que piensen dónde deben dibujarse, exploren arreglo mutuo directo, experimento. A continuación se muestra una tarea de muestra.
Ejemplo 2: Con un trazo de la pluma
- 1. Inicie el editor de pintura.
- 2. Abra el archivo Puzzle.bmp.
- 3. Uso de la herramienta Polígono mientras mantiene presionada la tecla (Shift), intente conectar todos los puntos con un trazo de la pluma (una línea discontinua y sin dibujar un solo segmento dos veces) como se muestra en la figura:
- 4. Si es necesario, utilice el [ Editar-Deshacer].
Después de completar esta tarea, es recomendable discutir con los muchachos la cuestión del punto de partida: solo hay dos puntos (inferior izquierdo y superior derecho), cuya elección como iniciales permite completar la tarea. Es bueno si los estudiantes pueden establecer de forma independiente cómo estos puntos difieren de todos los demás.
Como desafío adicional, pida a los estudiantes que intenten construir la siguiente forma de la misma manera:
Discuta con los estudiantes la razón del fracaso inevitable.
Ejemplo 3. Banderas
- 1. Inicie el editor de pintura.
- 2. Abra el archivo Flags.bmp
- 3. Rellene cada uno de los tres rectángulos horizontales con un color cuyos componentes rojo, verde y azul tengan los valores numéricos especificados (Paleta - Cambiar paleta - Definir color).
- 4. Piensa en cuántas banderas tricolores diferentes puedes hacer usando estos colores. Replique la bandera en blanco y represente todas las opciones que se le ocurrieron.
- 5. Guarde el resultado del trabajo con el mismo nombre, pero en su propia carpeta.
- 6. Termine de trabajar con el editor gráfico.
Es bueno si, como resultado de un breve experimento, los estudiantes entienden que esta tarea está estrechamente relacionada con las dos anteriores, aunque tiene una diferencia significativa: todas las franjas deben tener Colores diferentes. La última circunstancia se reduce en 1 número opciones colores para cada uno siguiente carril(3x2x1).
Ejemplo 4 Ilusión óptica
1. Inicie el editor de pintura.
¿No crees que los ladrillos de esta pared están un poco aplastados?
De hecho, todos son rectangulares, pero parece que tienen una forma ligeramente cuneiforme. Intente hacer el dibujo correspondiente en un editor de gráficos y descubra en qué condiciones ocurre esta interesante ilusión.
El elemento principal de la imagen es un rectángulo con contorno y relleno. La ilusión de curvatura ocurre solo cuando los contornos de los rectángulos que forman las líneas entre los ladrillos son más claros que los ladrillos oscuros y más oscuros que los ladrillos claros.
Estos y muchos otros ejemplos se utilizan para organizar un taller de informática en los libros de texto de L.L. Bosova.
se da un ejemplo desarrollo metodológico clases (cuatro horas académicas) utilizando el método de investigación y el método de presentación problemática del material en el proceso de enseñanza del tema "Midiendo la cantidad de información". Las clases están diseñadas para estudiantes de grado 11. escuela secundaria. Antes de comenzar a estudiar el tema, debe asegurarse de que en el tema "Álgebra y el comienzo del análisis" los estudiantes hayan estudiado el tema "Logaritmos".
Tema de la lección: "Logaritmos, probabilidad, información"
Software y hardware:
computadora, hoja de cálculo Excel, programa estándar Calculadora.
Objetivos de la lección:
Educativo :
introducir el concepto de "probabilidad";
aprender a calcular la probabilidad de un evento;
introducir la forma general de la fórmula de Hartley;
aprender a aplicar la fórmula de Hartley (general y particular) en la resolución de problemas de información;
establecer la dependencia de la cantidad de información en un mensaje sobre algún evento en la probabilidad de este evento;
sobresalir y programas Calculadora;
consolidar las habilidades para encontrar el valor de una expresión que contiene logaritmos,
soluciones ecuaciones logarítmicas y desigualdades, usando la definición del logaritmo y las propiedades de los logaritmos;
verificar el nivel de asimilación con la ayuda de la prueba;
identificar el nivel de habilidad para resolver problemas para encontrar la cantidad de información de acuerdo con la fórmula de Hartley y determinando un bit,
el nivel de asimilación de los conceptos básicos relacionados con la medición de la información (test).
Educativo :
independencia;
persistencia
capacidad para trabajar en grupo.
Educativo :
habilidades de comunicación;
Habilidades de comunicación empresarial.
Conocimientos y habilidades básicos.
Los estudiantes deben saber:
definición de un bit;
una fórmula para calcular la cantidad de información contenida en el mensaje de que ha ocurrido uno del conjunto de eventos equiprobables (N=2i, i=log 2 N);
reglas para compilar un algoritmo para calcular el valor de una expresión utilizando un programa estándar Calculadora;
definición y propiedades de los logaritmos;
Los estudiantes deben ser capaces de:
encontrar la cantidad de información con un enfoque significativo y alfabético para medir la información para el caso cuando se consideran eventos igualmente probables;
crear fórmulas con Asistentes de funciones en hoja de calculo sobresalir;
realizar cálculos con el programa Calculadora;
ser capaz de aplicar la definición del logaritmo y las propiedades de los logaritmos al realizar cálculos.
para la repetición, prepare una tabla con ejercicios sobre la aplicación de la definición y propiedades de los logaritmos (para ejecución oral);
tabla con ejercicios de aplicación de la definición de un bit
tabla de uso de la fórmula de Hartley para resultados equiprobables de un evento (para ejecución oral);
prueba para determinar el nivel de asimilación de conocimientos y habilidades sobre el tema Logaritmos (versión electrónica);
prueba para determinar el nivel de asimilación de conocimientos y habilidades relacionadas con la medición de la información (versión electrónica).
tipo de lección:
de acuerdo con el objetivo didáctico principal: una lección integrada;
sobre las principales etapas del proceso educativo: una lección modular.
Métodos:
investigar
experimento de computadora
formas de estudio:
frontal;
individual;
La Tabla 3 muestra las principales etapas y el contenido de las actividades del profesor y los estudiantes en la lección.
Tabla 3
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Estructura |
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Conversación motivacional que termina con la declaración del objetivo integrador de la lección. |
uno). ¿Qué fórmula se usa para determinar la cantidad de información sobre uno de los eventos equiprobables? 2) ¿Qué eventos pueden llamarse equiprobables? 3) ¿Los resultados de un evento son siempre igualmente probables? Si no, trate de dar ejemplos de un evento cuyos resultados tengan diferentes probabilidades. 4). ¿Qué conocimientos adquiridos en las lecciones de matemáticas se necesitarán para encontrar la cantidad de información? Declara el propósito de la lección "Familiarizarse con la probabilidad, con la forma general de la fórmula de Hartley, para establecer si existe una dependencia de la cantidad de información sobre la probabilidad y, de ser así, cuál. A lo largo de la lección, aplicaremos y mejoraremos nuestros conocimientos y habilidades adquiridos en las lecciones de álgebra". |
1) Uno de los estudiantes escribe dos fórmulas en la pizarra (N=2 i , i=log 2 N). 2), 3) Contestar preguntas. 4). Levanta la mano, responde la pregunta. (Respuesta sugerida: Conocimiento de logaritmos) |
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Actualización de conocimientos |
Finalidad de la fase de actualización "Dado que necesitamos la capacidad de encontrar la cantidad de información en fórmula conocida, la capacidad de encontrar valores |
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expresiones que contienen logaritmos, Tienes que recordar cómo se hace". Se ofrecen trabajos orales Algunas de las tareas están escritas en la pizarra). (Las tablas con las tareas se colocan en el pizarrón). (Textos de muestra las tareas se dan a continuación en la tabla 4) y la tabla 5) |
Realizar tareas |
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III etapa. Trabajando con material nuevo |
Ofrece una tarea en dos partes: parte 1 - para eventos igualmente probables, parte 2 - con contenido problemático (para eventos con diferentes probabilidades). (Un texto de ejemplo de la tarea se da debajo de la tabla). (Se entregan tarjetas a los alumnos con el texto de la tarea). Resolución de una situación problema. Introduce el concepto de probabilidad, con la fórmula para su cálculo (P=K/N). Invita a los estudiantes a derivar una fórmula para eventos con diferentes probabilidades. Para ello, propone comparar: 1) los resultados del primer caso (a) del problema I 4 =log 2 4, p 4 =1/4 y 2) los resultados de uno de los problemas orales I=log 2 8, p=1/8. (Salida "Por lo tanto, I=log 2 (1/p)") "La fórmula resultante es una forma general de la fórmula de Hartley". "En el caso de eventos equiprobables, la probabilidad p=1/N, por lo que la fórmula de Hartley toma la forma I=log 2 N. Por lo tanto, la fórmula que conocemos anteriormente es un caso especial de la fórmula I=log 2 (1/ pag)". |
Se resuelve 1 parte del problema, se anota en un cuaderno, una persona anota la solución en la pizarra. Al resolver la segunda parte, deberías ver problema : imposible de resolver, carece de conocimiento de la fórmula para eventos con diferentes probabilidades. Escucha, escribe nuevas fórmulas. Participan en la discusión, en el proceso de derivar una nueva fórmula para ellos I=log 2 (1/p)"). |
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III etapa. Trabajo continuo con nuevo material (investigación) |
Planteamiento del problema, avance de la hipótesis de investigación. El maestro hace la pregunta "¿Depende la cantidad de información del cambio en la probabilidad de un evento?" La pregunta "¿Cómo crees que cambia la cantidad de información al reportar algún evento a partir de un cambio en la probabilidad?" Si a los estudiantes les resulta difícil responder a esta pregunta, entonces puede hacer una principal: "Cuanto más probable, la cantidad de información debería ser 1) más, 2) menos 3) mantenerse constante, 4) no hay patrón? (En una clase fuerte, podría haber una respuesta como esta: función logarítmica sobre base 2 aumenta, por lo que cuanto mayor sea la probabilidad de un evento, el |
Proponer una hipótesis de investigación. Expresar su opinión, formular una suposición. Participar en la discusión, formular una hipótesis. |
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el valor de la expresión bajo el signo del logaritmo es menor y, por lo tanto, la cantidad de información es menor. Con esta respuesta, puede realizar ejercicios de entrenamiento para encontrar la cantidad de información para diferentes eventos probables (en apoyo de la conclusión). El tiempo de la lección se puede ahorrar en este caso. Al final de la lección, se ofrecen pruebas más difíciles). Brinda a los estudiantes la oportunidad de resolver el problema por sí mismos usando nuevas fórmulas (hasta ahora escribimos la respuesta usando un logaritmo, sin realizar cálculos), invita al pizarrón al primer estudiante que haya completado la tarea. Organiza una discusión sobre cómo calcular valor exacto expresiones En caso de dificultad, haga preguntas dirigidas a los estudiantes. Llama a un estudiante a la pizarra para elaborar un algoritmo de cálculo usando un programa Calculadora, otro - para elaborar una fórmula al resolver usando Sobresalir. tarea de investigacion uno). Ofrece realizar cálculos usando una computadora de dos maneras y hacer una elección de una manera más racional. 2). Sacar una conclusión basada en los resultados del experimento. Para mayor claridad y facilidad de derivación. Los resultados se pueden escribir así: |
Resuelva de forma independiente la segunda parte del problema usando nuevas fórmulas. Surge la pregunta "Cómo obtener el valor exacto del logaritmo de una fracción en base 2". Elección del método de investigación ( experimento de computadora ) Sugerir formas de resolver: usando el programa Calculadora, a través de Sobresalir. Contar con programas de computador. Sacar conclusiones sobre qué programa es mejor usar para más recibo rápido resultado. |
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"Según los resultados de un experimento, es difícil decir con certeza si siempre habrá tal resultado. Puede resultar que se haya obtenido por casualidad". "Hagamos algunos experimentos más". Proporciona a los estudiantes tarjetas didácticas. (Los textos de ejemplo de tareas en tarjetas están debajo de la tabla) Hallazgos del estudio Se llega a una conclusión general "La cantidad de información en un mensaje sobre un evento depende de la probabilidad de este evento. A menor probabilidad, más información" |
Los resultados se ingresan en la tabla (en cuadernos y en la pizarra). Se extraen conclusiones tanto si la hipótesis se confirma como si no. De forma independiente (trabajar en parejas) realizar tareas en tarjetas, utilizando la mayoría manera racional soluciones Los resultados se ingresan en una tabla (en un cuaderno). Sacan conclusiones. Participe en la discusión. Hallazgos del estudio Las conclusiones se escriben en un cuaderno. |
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Anclaje |
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último control |
Ofertas: 1) Prueba de informática "Midiendo la cantidad de información" 2) Prueba de matemáticas "Logaritmos" |
Realizar pruebas en la computadora. |
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hecho en casa |
Da la tarea, hace las explicaciones necesarias. |
anote tarea, |
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ejercicio. Reflexión. |
escuchando explicaciones. Hablan, se evalúan a sí mismos, comparten opiniones sobre la lección. |
Ejercicios de la etapa II: la etapa de actualización de conocimientos.
1. Encuentra el valor de la expresión, resuelve ecuaciones y desigualdades, explica qué propiedades o definiciones se pueden usar.
Tabla 4
Tareas para la etapa de actualización de conocimientos
2. Ejercicios para encontrar la cantidad de información, la incertidumbre del conocimiento para eventos equiprobables.
Tabla 5
Datos para resolver problemas sobre cómo encontrar la cantidad de información.
Hay 40 personas en la clase. Detrás prueba recibió
1) 10 cincos, 10 cuatros, 10 treses, 10 doses
2) 16 cincos, 15 cuatros, 8 treses, 1 dos
a) ¿Cuánta información contiene el mensaje de que Ivanov recibió una B?
b) ¿Cuánta información contiene el mensaje de que Ivanov recibió un cinco, tres, dos?
8000 crucians, 2000 lucios, 40 000 pececillos viven en el estanque.
Cuánta información contiene el mensaje de que atraparon un crucian, un gobio, un lucio.
Se sabe que hay 20 bolas en una caja. De estos, 10 son negros, 5 son blancos, 4 son amarillos y 1 es rojo.
¿Cuánta información transmite el mensaje de que se extrajo al azar una bola negra de la caja? bola blanca, bola amarilla, bola roja?
Si la cantidad de información depende de la probabilidad. ¿Cómo cambia la cantidad de información con un cambio en la probabilidad de un evento?
Tema de la lección: "Fórmula de Shannon"
Software y hardware: computadora, hoja de calculo sobresalir, programa estándar Calculadora.
Objetivos de la lección:
Educativo:
introducir la fórmula de Shannon, mostrar en qué casos se aplica;
aprender a aplicar la fórmula de Shannon para resolver problemas de información;
demuestre que la fórmula de Hartley es un caso especial de la fórmula de Shannon;
establecer experimentalmente que la cantidad de información alcanza su valor máximo si los eventos son igualmente probables;
consolidar las habilidades para realizar cálculos utilizando un procesador de hojas de cálculo sobresalir.
Educativo:
generar interés por aprender;
independencia;
persistencia;
formar una perspectiva científica.
Educativo:
desarrollar la capacidad de percibir conscientemente material nuevo;
desarrollar la capacidad de ver el problema, analizar la situación, encontrar formas de resolver el problema;
la capacidad de analizar los resultados de sus actividades, comparar, comparar, sacar conclusiones, encontrar formas racionales;
capacidad de aplicar sus conocimientos a Diferentes situaciones(incluyendo no estándar);
habilidades de comunicación
habilidades de interacción;
desarrollar creativo
desarrollar habilidades de investigación;
desarrollar actividad, iniciativa;
desarrollar el pensamiento, la memoria.
Conocimientos y habilidades básicos.
Los estudiantes deben saber:
definición de un bit;
qué se entiende por probabilidad de un evento;
una fórmula para encontrar la probabilidad de un evento;
fórmula de Hartley;
el propósito y las capacidades de las hojas de cálculo;
reglas para escribir expresiones aritméticas en hojas de cálculo;
definición del logaritmo;
propiedades de los logaritmos;
Propiedades de la función logarítmica.
Los estudiantes deben ser capaces de:
encontrar la cantidad de información con un enfoque significativo y alfabético para medir la información para el caso cuando se considera uno de los eventos equiprobables
encontrar la cantidad de información con un enfoque significativo para medir la información para el caso cuando los eventos tienen diferentes probabilidades;
encuentre la cantidad de información en el enfoque alfabético para medir información para el caso cuando los eventos tienen diferentes probabilidades;
ser capaz de encontrar la probabilidad de uno de varios eventos;
crear fórmulas con Asistentes de funciones en hoja de calculo sobresalir;
ser capaz de aplicar la definición del logaritmo,
la capacidad de determinar las propiedades de los logaritmos al realizar cálculos.
preparación previa al maestro:
una tabla con ejercicios de aplicación de la definición de un bit y la fórmula de Hartley para uno de los resultados del evento (para ejecución oral);
tarjetas con una tarea de contenido problemático (para distribución);
tarjetas con tareas por opciones para trabajo individual;
cartel con la fórmula de Shannon.
tipo de lección:
de acuerdo con el objetivo didáctico principal: el estudio de material nuevo;
de acuerdo con el método principal de conducción: una lección en desarrollo;
sobre las principales etapas del proceso educativo - mixto.
Métodos:
presentación problemática del material;
investigar
caso especial método de investigación de enseñanza - experimento de computadora).
formas de estudio:
frontal;
individual;
en microgrupos
Tabla 6
Las etapas principales y el contenido de las actividades en la lección.
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Estructura |
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Conversación motivacional que termina con el objetivo de la lección. |
Introduce a los estudiantes al tema de la lección, hace preguntas: 1) ¿Qué eventos pueden llamarse equiprobables? 2) ¿Qué fórmula se usa para determinar la cantidad de información sobre uno de los resultados de un evento? 3) ¿Qué tipo de fórmula de Hartley es más conveniente para el caso en que los eventos tienen la misma probabilidad? cuando tienen diferente probabilidad? 4) ¿Es suficiente conocer la fórmula de Hartley para encontrar la cantidad de información para todos los casos posibles? ¿La fórmula de Hartley es universal? Declara el propósito de la lección "Averigua si es suficiente conocer la fórmula de Hartley para encontrar la cantidad de información para diferentes casos. Para un determinado tipo de problema, averigua en qué caso la cantidad de información será mayor: cuando los eventos son igualmente probables, o cuando tienen probabilidades diferentes". |
1) Respuesta. 2) Uno de los estudiantes escribe la fórmula de Hartley en la pizarra en vista general I=log 2 (1/p) y un caso especial I=log 2 N. 3) Contestar preguntas. Expresar su opinión. |
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Actualización de conocimientos |
Proporciona tareas orales. (Las tablas con las tareas se colocan en el pizarrón). |
Realizar tareas. |
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III etapa. Trabajando con material nuevo (presentación problemática del material) |
Distribuye tarjetas con el texto del problema. Propone analizar el texto, resaltar subtareas, formular la diferencia entre la primera y la segunda parte de la tarea (1ra parte - para eventos igualmente probables, 2da parte - con contenido problemático - para eventos con diferentes probabilidades). (Un texto de ejemplo de la tarea se da debajo de la Tabla 6). Ofrece organizar la solución en forma de tabla (la primera línea es un tipo de tareas, el segundo es de un tipo diferente): |
Participe en la discusión. Se identifican 4 subtareas, se resuelve 1 parte del problema, se escribe la solución en una tabla en la pizarra y en un cuaderno. Al resolver la segunda parte, deben ver el problema: es imposible de resolver, no hay suficiente conocimiento de la fórmula para los resultados de un evento con diferentes probabilidades (para el caso cuando un evento específico |
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Resolver una situación problema Se ofrece a tratar de obtener la fórmula necesaria para resolver. Explicación del profesor: "La tarea de encontrar la cantidad de información para diferentes resultados de un evento en el caso de que no se indique para qué resultado se requiere encontrar i es muy difícil no solo para nosotros. Después del descubrimiento de la fórmula de Hartley en 1928, Pasaron otros 20 años antes de que Shannon propusiera su fórmula". Adjunta un cartel con la fórmula de Shannon a la pizarra. Ofrece compararla con la fórmula obtenida por los estudiantes, para identificar similitudes y diferencias. Muestra cómo aplicar la fórmula de Shannon para resolver el problema en cuestión: la solución se escribe usando logaritmos |
Resolver una situación problema La posible respuesta es: yo b + yo a + yo s + yo s \u003d log 2 (1 / p b) + log 2 (1 / p a) + log 2 (1 / p s) + log 2 (1/ph) = Participe en la discusión. Escucha, escribe una nueva fórmula. La solución al problema se escribe usando logaritmos. |
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III etapa. Continuación del trabajo con nuevo material. (estudio) |
Planteamiento del problema, avance de la hipótesis de investigación Antes de proceder a los cálculos, el profesor hace la pregunta "¿Crees que la cantidad de información sobre el color de la bola extraída será mayor en cuyo caso: cuando los eventos son igualmente probables o cuando los eventos tienen diferentes probabilidades?" |
Investigación de hipótesis Participar en la discusión, formular una hipótesis. Escriba la suposición en forma de diagrama, por ejemplo 1) equiprobable I = 2 bits más 2) diverso |
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Elección del método de investigación (método de experimento informático) Realiza una discusión que determina qué programa es más conveniente utilizar para realizar los cálculos de manera que lo más rápido posible obtener un resultado Enunciado del problema de investigación. Calcular la cantidad de información para el problema del segundo tipo (el caso de eventos con diferentes probabilidades). Anota los resultados en el cuadro preparado en el cuaderno. Elaborar una conclusión sobre la confirmación o refutación de la hipótesis. Para confirmar que el resultado del estudio no es aleatorio, propone realizar varios experimentos más sobre las opciones. Distribuye tarjetas con tareas (Los textos de ejemplo de tareas para tarjetas se encuentran debajo de la tabla 6). Cada pareja de estudiantes debe presentar sus resultados en un cuadro comparativo. Las respuestas de cada pareja, obtenidas como resultado de un experimento informático, se escriben en la pizarra. Hallazgos del estudio A pesar de que los datos de cada par eran diferentes, se obtuvo la misma conclusión: "La cantidad de información siempre es mayor si los eventos son igualmente probables. En este caso, la cantidad de información alcanza su valor máximo". La conclusión se hizo sobre la base de un pequeño número de experimentos que realizamos. Tal número de experimentos no es suficiente para una conclusión científica. Pero las conclusiones que hemos obtenido son de hecho totalmente consistentes con las científicas. Ofrece responder a la pregunta "La fórmula de Shannon es universal, es decir, aplicable a cualquier tipo de tarea para encontrar la cantidad de información y para el caso de eventos equiprobables y para |
Elección del método de investigación (experimento informático) Participe en la discusión. Toman una decisión: realizar cálculos con un procesador de hojas de cálculo Excel. Realizar investigaciones (probar la hipótesis). Realizar cálculos. Ingresan los resultados en el esquema, llegan a una conclusión sobre la confirmación o refutación de la hipótesis. Realizar (trabajar en parejas) tareas individuales en tarjetas. Toma notas en un cuaderno. Formular conclusiones. Conclusiones del estudio Las conclusiones se registran en un cuaderno. Participe en la discusión. |
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eventos con diferentes probabilidades? "En el primer caso, usamos la fórmula de Hartley I=log 2 N. ¿Significa esto que la fórmula de Shannon en este caso¿inaceptable?" Ayuda a realizar transformaciones de la fórmula de Shannon. Conclusión: la fórmula de Hartley es un caso especial de la fórmula de Shannon |
Bajo la guía de un docente se realizan las transformaciones de la fórmula de Shannon para eventos equiprobables, como resultado se obtiene la fórmula de Hartley |
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Consolidación de lo estudiado |
Se lleva a cabo durante el experimento al realizar asignaciones individuales por tarjetas |
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Tarea. Reflexión. |
Da la tarea, hace las explicaciones necesarias. (El texto de la tarea se da debajo de la tabla). Ofrece expresar su opinión sobre su propio trabajo en la lección, el trabajo de los grupos y de toda la clase. |
Anota los deberes, escucha las explicaciones del profesor. Hablan, se evalúan a sí mismos, comparten opiniones sobre la lección. |
Ejercicios de la etapa II: la etapa de actualización de conocimientos.
Ejercicios para encontrar la cantidad de información, la incertidumbre del conocimiento para eventos equiprobables.
Por ejemplo, 1) Hay 8 caracteres en el alfabeto. ¿Cuál es el peso informativo de cada personaje? 2) Hay 16 escritorios en la oficina. ¿Cuánta información transmite el mensaje de que Katya está sentada en el primer escritorio junto a la ventana?
Se pueden proponer varias tareas de este tipo. Es más conveniente colocar los datos numéricos para ellos en una tabla (ver Tabla 4).
Tareas de la etapa III - etapa de trabajo con material nuevo.
Las bolas se almacenan en una bolsa opaca:
1) 25 blanco, 25 rojo, 25 azul, 25 verde,
2) 10 blanco, 20 rojo, 30 azul, 40 verde
¿Cuánta información contendrá el mensaje visual sobre: que se sacó una bola azul de la bolsa? ¿Sobre el color de la bola extraída?
Ejemplo de texto de tareas para trabajo independiente en tarjetas.
1. ¿Cuánta información contendrá el mensaje visual sobre el color de la bola extraída si se guardan 30 bolas blancas, 30 rojas, 30 azules y 10 verdes en una bolsa opaca?
1. Colocado en una bolsa opaca Decoraciones de navidad: 4 bolas, 5 bayas, 3 peces, 8 conos. ¿Cuánta información contiene el mensaje sobre el juguete retirado?
3. Comparar resultados. Hacer una conclusión.
Tarea para la tarea
Después del examen de informática, se anuncian las calificaciones "2", "3", "4", "5". ¿Cuánta información llevarán los mensajes?
1) sobre la evaluación del estudiante A, que aprendió la mitad de los boletos,
2) sobre la evaluación del estudiante B, que aprendió todos los boletos.
Se ha establecido empíricamente que para el estudiante A, las cuatro calificaciones son igualmente probables, y para el estudiante B, "5" es la más probable, su probabilidad es 1/2, la probabilidad de "4" es 2 veces menor que 1/ 4, "2" y "3" siguen siendo 2 veces menos que 1/8.
Diseño y Actividades de investigación en clases de informática
Me recuerdo en la escuela... Cuenta la profesora nuevo tema, luego hay una consolidación del material en la forma de resolver un problema o realizar un ejercicio, aprendes las reglas en casa, demuestras un teorema, etc. Ahora todo ha cambiado en nuestro país. Sentarse en clase, escuchar al maestro, luego memorizarlo en casa y repetirlo en la próxima lección se volvió aburrido yno está bien . La escuela y el maestro en esta escuela en la etapa actual del desarrollo de la sociedad no solo deben dar a los estudiantes ciertos conocimientos, sino también prepararlos para que en el futuro puedan resolver una amplia variedad de problemas. En la etapa actual de desarrollo de la educación, la tarea principal es educar a una persona pensante, capaz de navegar en condiciones cambiantes, el flujo de información, lista para la búsqueda creativa. ¿Cómo hacerlo? ¿Cómo hacer pensar a un niño? Es necesario ponerlo en tal o cual situación, la salida de la cual debe encontrarse (quizás con alguna ayuda del maestro). Esto se resuelve con bastante éxito cuando se usa en práctica educativa proyecto de actividades de los estudiantes.
método de proyecto - esta es una forma de conocer la realidad que nos rodea, que contribuye al desarrollo y formación del individuo en el mundo moderno cambiante. El alumno aprende esta realidad, es decir, recibe conocimientos, y comprende perfectamente dónde y cómo puede aplicar esos conocimientos, es decir, los introduce en problemas vitales.
El método del proyecto desarrolla el pensamiento lógico de los estudiantes, el interés cognitivo, Habilidades creativas, expandir capacidad mental desarrolla habilidades de investigación independiente. El estudiante puede analizar la situación, generalizar, clasificar, comparar. Comienza a relacionarse con la vida real de manera diferente: la visión del mundo de los estudiantes está cambiando por completo.
Este método se puede utilizar en cualquier tema. Pero en las clases de informática este método se puede utilizar en su totalidad, tk. más utilizados en estas lecciones. Trabajo independiente en la computadora se utilizan métodos de entrenamiento diferenciado e individual. Para la mayoría de los estudiantes, la informática es una materia favorita. Al estudiar un curso de informática, muchos temas importantes no implican trabajar en una computadora. Al mismo tiempo, puede notar que el estado de ánimo de los muchachos está cayendo, ya no están tan activos como cuando trabajan en una computadora. Los niños sin placer responden oralmente. No entienden por qué estudiar este tema, cómo se relaciona con el tema. La actividad del proyecto de los estudiantes solo se puede utilizar en tales lecciones. Esto permitirá una revisión más completa y comprensiva del material de las lecciones y mantendrá a los estudiantes interesados en estudiar estos temas. Los proyectos de los estudiantes muestran cómo se puede aplicar este conocimiento, buscan una respuesta a la pregunta "por qué", muestran todas sus habilidades y capacidades. En el método de proyecto, hay competencias entre grupos de estudiantes, lo que aumenta significativamente el autocontrol de los estudiantes y, lo que es más importante, activa bien la actividad. La defensa exitosa del proyecto anima al estudiante a emprender nuevas acciones. Los muchachos intercambian información, a veces discuten, se ayudan mutuamente a encontrar respuestas a preguntas, encuentran errores juntos, por lo tanto, comprenden mejor el material de las lecciones y, por supuesto, el equipo se unirá. Al mismo tiempo, no solo los estudiantes con buen desempeño pueden mostrar sus conocimientos. Los talentos y habilidades de un estudiante que no estaba interesado y no claro en la lección pueden revelarse como resultado de un bajo rendimiento académico.
El método de proyectos en la lección de informática y en fuera de horas contribuye al desarrollo de la observación, la capacidad de ver lo inusual en cosas familiares, hacerse preguntas sobre los fenómenos que encuentra en la vida, establecer una meta y formular los resultados de su actividad independiente.
El método de proyectos se puede iniciar en cualquier clase. Los niños están felices de participar en cualquier investigación. Como ejemplo de la actividad del proyecto de los estudiantes en los grados 5-7, se puede citar un proyecto sobre el tema: "Mi proyecto del futuro". Los propios estudiantes proponen los temas del proyecto: "Computadora del futuro", "2050", "Si solo...". Sobre el etapa inicial formación, estudian varios temas: el editor de gráficos de Paint, el asistente de presentación de Microsoft PowerPoint, editor de texto Microsoft Word. El formulario de diseño es gratuito, desde un diseño y un dibujo hasta un dibujo y una presentación por computadora. Los estudiantes están felices de participar en un proyecto de este tipo, involucrando a sus padres en él. Comparten gustosamente sus fantasías, otros chicos hacen muchas preguntas. En los grados 8-9, se pueden proponer los siguientes temas para proyectos: "Historia de la computadora", "Algoritmos en nuestra vida", "Salud de la computadora". El proyecto de Historia de la Computación se considera fuera del horario escolar. Ya pasaron la historia de la tecnología informática, pero los chicos quieren volver a este tema, volver al pasado. Bajo la guía de un maestro en nuestra ciudad, encontraron un pequeño museo de tecnología informática, no virtual. Y nos fuimos de gira. Vimos con nuestros propios ojos la primera computadora portátil, el primer procesador y mucho más. Estaban tan entusiasmados de contárselo a otros muchachos y compartir sus conocimientos. El proyecto "Algoritmos en nuestra vida" se ofrece al estudiar el tema: "Fundamentos de algoritmización" en el noveno grado. Los estudiantes examinan nuestras vidas como bajo un microscopio, si realmente vivimos de acuerdo con algunos puntos, en qué situaciones componemos conscientemente un algoritmo de acciones y en qué actuamos por “inercia”. El proyecto Computer Health es imprescindible. Ahora los niños no salen de las computadoras. Todos conocen las reglas, pero, lamentablemente, no las cumplen. Como resultado de este proyecto, los niños adquieren la actitud correcta hacia uso diario computadoras, sobre la compatibilidad de un estilo de vida saludable y trabajar en una computadora. Los estudiantes no solo cuentan las reglas de cómo y cuánto tiempo uno debe estar frente a la computadora para no dañar su salud, sino que también buscan historias reales la vida. También visitan hospitales y policlínicos (si es posible) y hablan sobre las ventajas de una computadora en dichas instituciones, ya que le permiten detectar rápidamente una enfermedad y ayudar a una persona.
En los grados 10-11, puede invitar a los chicos a participar en el proyecto " La red mundial". Este proyecto educativo puede ser considerado como un proyecto de investigación de problemas. Se crean grupos de estudiantes, cada uno de los cuales tiene sus propias preguntas. A menudo busca algo en Internet y, lamentablemente, es muy problemático encontrar la información necesaria en la gran cantidad de enlaces que se ofrecen. Así que los muchachos están explorando no solo diferentes navegadores y motores de búsqueda, sino también compilando varias consultas. También entrevistan a docentes y estudiantes, y como resultado de la investigación, ofrecen opciones para solucionar estos problemas. Varios educadores participan en este proyecto y también al final dan su evaluación de si estos descubrimientos les ayudaron.
Mientras algunos muchachos hablan, otros escuchan, hacen preguntas, participan en la discusión. Al final del proyecto, seleccione mejor trabajo. Con ellos, los chicos actúan en congreso cientifico y practico y presentar proyectos para la consideración de otros estudiantes y profesores de la escuela.
El éxito de todos los proyectos depende en gran medida del trabajo debidamente organizado en sus etapas individuales (preparación, organización, implementación, protección). Los proyectos educativos deben corresponder a la edad del estudiante, aumentar su interés en el tema que se estudia.
Las actividades del proyecto pueden enseñar a los niños la capacidad de:
1. ver el problema;
2. establecer una meta y desglosar sus pasos;
3. extraer información, evaluarla, usarla varias fuentes, incluido las personas como fuente de información;
4. planificar su trabajo;
5. evaluar su resultado, compararlo con lo que se planteó como objetivo del trabajo;
6. ver los errores cometidos y evitarlos en el futuro.
Cada alumno es un pequeño explorador. Nuestra tarea, como docentes, es desarrollar esta capacidad, enseñar a pensar, aplicar los conocimientos adquiridos en la vida. Como resultado de tales operaciones, una persona se enriquece, comienza a ver muchas cosas de un color diferente, da pasos adelante, desarrolla y construye su vida.