Методика преподавания темы «Информация. Информационные процессы и системы» в 9 классе общеобразовательной школы. Проблемный метод обучен

Под информацией в семантической теории (смысл сообщения) понимают сведения, обладающие новизной.

Под информацией в документалистике понимают все то, что зафиксировано в знаковой форме в виде документов. 

Активной  сферой применения информации является генетика, в рамках которой было сформулировано понятие генетической информации — код биосинтеза белков, представленных в цепочках ДНК. Реализуется эта информация в ходе развития особи.

В социальных науках (социологии, психологии, политологии и др.) под информацией  понимают сведения, данные, понятия, отраженные в нашем сознании и изменяющие наши представления о реальном мире. Эту информацию, передающуюся в человеческом обществе и участвующую в формировании общественного сознания, называют социальной информацией.

С точки зрения индивидуального человеческого  сознания информация — это то, что  поступает в наш мозг из различных  источников и разных формах, образует  структуру знания. Информацией для  человека являются не только сухие  факты, строгие инструкции, но и то, что радует нас, волнует, заставляет переживать, восторгаться, презирать  и негодовать. Более половины общего объема сведений, полученных в процессе разговора, приходится на так называемую несмысловую информацию,  которую говорящий сообщает особой тональностью разговора, жестикуляцией, выражением лица, глаз и т. д.

Поэтому, наиболее общим будет следующее  определение: информация – это отражение внешнего мира с помощью знаков и сигналов (слайд 6).

Носители  информации

Учитель: Человечество прошло большой путь развития и при этом придумало различные средства для хранения информации. Назовите эти средства.

Ученик: Наши древние предки оставили нам информацию о себе в виде наскальных росписей пещер, где они обитали. Затем появились глиняные таблички, дощечки, папирус, пергамент, бумага, …, оптические диски.

Учитель: Информация всегда связана с материальным носителем (слайд 7) .

Носитель  информации – это среда для  записи и хранения информации.

Носителем информации может быть (слайд8) :

• любой материальный предмет (бумага, камень, дерево, стол, классная доска, звездная пыль, мусор на полу и т. д.);
• волны различной природы: акустические (звук), электромагнитные (свет, радиоволны), гравитационные (давление, притяжение) и т.д.;
• вещество в различном состоянии: концентрация молекул в жидком растворе, температура и давление газа и т. д.;
• машинные носители информации: перфоленты, перфокарты, магнитные ленты, магнитные диски, оптические диски и т.д.

К современным носителям информации человек  предъявляет высокие  требования – большая информационная емкость, компактность, мобильность, возможность  перезаписи хранящейся информации, надежность, долговечность.

Любой сигнал, будь то свет костра, телеграмма, азбука Морзе, написанный текст, несет  какие-либо сведения или сообщения, т.е. информацию. Таким образом, сигнал есть способ передачи информации.

Сигнал  – физический процесс, имеющий информационное значение.

Виды  информации

Учитель: Информация может быть представлена различным образом.

Какие типы или виды информации можно выделить (слайд10):

Во-первых, по способу восприятия информации (слайд 11).

У человека пять органов чувств, пять каналов поступления информации (слайд 12):

• зрение; с помощью глаз  люди различают цвета, воспринимают зрительную информацию, к которой относится и текстовая, и числовая, и графическая;
• слух; уши помогают воспринимать звуковую информацию – речь, музыку, звуковые сигналы, шум;
• обоняние; с помощью носа люди получают информацию о запахах окружающего мира;
• вкус; вкусовые рецепторы языка дают возможность получить информацию о том, каков предмет на вкус – горький, кислый, сладкий, соленный;
• осязание; кончиками пальцев (или просто кожей), на ощупь можно получить информацию о температуре предмета – горячий он или холодный, о качестве его поверхности – гладкий или шершавый.

Человек получает информацию о внешнем мире с помощью своих органов чувств (слайд 13). Практически около 90% информации человек получает при помощи органов зрения (визуальный), примерно 9% – при помощи органов слуха (аудиальный) и только 1% при помощи остальных органов чувств.

Следует отметить, что органы чувств человека получили названия анализаторов, поскольку  именно через эти органы информация попадает в головной мозг.

Для животных значимость того или иного  органа чувств различна (слайд 14). Например, для собаки, лисы и других животных основная информация та, которая попадает через нос. У них хорошо развито обоняние.  Для летучих мышей главная информация – звуковая, они воспринимают ее своими большими, чуткими ушами. Для волка (слайд 15) ведущую роль играет обоняние, именно оно позволяет ему найти след жертвы. А крот без тонкого осязания вряд ли смог бы жить под землей. Орлу без острого зрения нельзя – умрет с голоду. Одним словом, у каждого вида животных сильнее развит какой-то орган чувств, тот, который отвечает его образу жизни.

Компьютер, помогающий человеку хранить и обрабатывать информацию, приспособлен в первую очередь для обработки текстовой, числовой, графической информации.

Во-вторых, по форме представления (слайд 16) .

Текстовая информация, например, текст в учебнике, сочинение в тетради, реплика актера в спектакле, прогноз погоды, переданный по радио. В устном общении (личная беседа, разговор по телефону, радиопостановка спектакля) информация может быть представлена только в словесной, текстовой форме.

Числовая информация, например, таблица умножения, арифметический пример, счет в хоккейном матче, время прибытия поезда и др. В чистом виде числовая информация встречается редко, разве что на контрольных по математике. Чаще используется комбинированная форма представления информации.

Рассмотрим  пример. Вы получили телеграмму: «Встречайте  двенадцатого. Поезд прибывает в  восемь вечера». В данном тексте слова  «двенадцатого» и «восемь» мы понимаем как  числа, хотя они выражены словами.

   Графическая информация: рисунки, схемы, чертежи, фотографии. Такая форма представления информации наиболее доступна, так как сразу передает необходимый образ (модель), а числовая и текстовая требуют мысленного воссоздания образа. В то же время графическая форма представления не дает исчерпывающих разъяснений о передаваемой информации. Поэтому наиболее эффективно сочетание текста, числа и графики.

Например, при решении задач по геометрии  мы используем чертеж (графика) + пояснительный  текст (текст) + числовые расчеты (числа).

Музыкальная (звуковая) информация. 

В настоящее  время мультимедийная (многосредовая, комбинированная) форма представления информации в вычислительной технике становится основной. Цветная графика сочетается в этих системах со звуком и текстом, с движущимися видеоизображениями и трехмерными образами.

В-третьих, по общественному значению информации информация может быть (слайд 17) :

• личной – это знания, опыт, интуиция, умения, эмоции, наследственность конкретного человека;
• общественной – общественно-политическая, научно-популярная, т.е. то, что мы получаем из средств массовой информации. Кроме того, это опыт всего человечества, исторические, культурные и национальные традиции и др.;
• обыденная – та, которой мы обмениваемся в процессе общения;
• эстетическая – изобразительное искусство, музыка, театр и др.;
• специальная – научная, производственная, техническая, управленческая. 

Возможна  также классификация информации и по другим признакам, например:

по отношению к территории (слайд 18) – федеральная, региональная, местная, относящаяся к юридическому, физическому лицу, смешанная;

по предметной области, по характеру  использования (слайд 19) – статистическая, коммерческая, нормативная, справочная, научная, учебная и т. д.

Свойства информации

     Учитель: Информация нам нужна для того, чтобы принимать правильные решения. Рассмотрим свойства информации, т.е. ее качественные признаки (слайд 20):

1. Объективность информации. Информация объективна, если она не зависит от чьего-либо мнения, суждения.

     Объективную информацию можно получить с помощью исправных датчиков, измерительных приборов. Но, отражаясь в сознании конкретного человека, информация перестает быть объективной, так как преобразовывается в зависимости от мнения, суждения, опыта или знания конкретного субъекта.

     Например, сообщение  «На улице тепло» несет субъективную  информацию, а сообщение «На улице  22°С» – объективную (если термометр  исправен).

     Субъективная  информация, напротив, зависит от  мнения высказывающего ее человека (слайд 21).

2. Достоверность информации. Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел.

      Объективная информация всегда достоверна, но достоверная информация может быть как объективной, так и субъективной.

      Достоверная  информация помогает принимать  правильные решения.

      Недостоверной  информация может быть по следующим  причинам:

• преднамеренное   искажение (дезинформация);
• искажение в результате воздействия помех;
• когда значение реального факта преуменьшается или преувеличивается.

3. Полнота информации. Информацию можно назвать полной,  если ее достаточно для понимания и принятия решения (слайд 22).

     Например, мечта  любого историка – иметь полную информацию о минувших эпохах. Но историческая информация никогда не бывает полной, и полнота информации уменьшается по мере удаленности от нас исторической эпохи.

     Неполная информация может привести к ошибочному выводу или решению.

4. Актуальность (своевременность)  информации – важность, существенность для настоящего времени. Только вовремя полученная информация может принести необходимую пользу. Неактуальной информация может быть по двум причинам: она может быть устаревшей (прошлогодняя газета) либо незначимой, ненужной (например, сообщение о том, что в Италии цены снижены на 50%) (слайд 23).  

 5. Полезность (ценность) или бесполезность информации оценивается по тем  задачам, которые можно решить с ее помощью.

Старение  информации заключается в уменьшении ее ценности с течением времени. Старит информацию не время, а появление  новой информации, которая уточняет, дополняет или опровергает частично или полностью более раннюю. Научно-техническая  информация стареет быстрее, эстетическая (произведения искусства) – медленнее.

6. Понятность (ясность) информации. Информация понятна, если она выражена на языке, доступном для получателя (слайд 24).

 

Приложение 2

Вся информация, обрабатываемая компьютерами, хранится в них в двоичном виде.

- Каким же  образом осуществляется это хранение?

Информация, вводимая в компьютер и возникающая  в ходе его работы, хранится в  его памяти. Память компьютера можно  представить как длинную страницу, состоящую из отдельных строк. Каждая такая строка называется ячейкой памяти.

Ячейка – это часть памяти компьютера, вмещающая в себя информацию, доступную для обработки отдельной командой процессора. Содержимое ячейки памяти называется машинным словом. Ячейка памяти состоит из некоторого числа однородных элементов. Каждый элемент способен находиться в одном из двух состояний и служит для изображения одного из разрядов числа. Именно поэтому каждый элемент ячейки называют разрядом.

Нумерацию разрядов в ячейке принято вести  справа налево, самый правый разряд имеет порядковый номер 0. Это младший  разряд ячейки памяти, старший разряд имеет порядковый номер (n-1) в n-разрядной  ячейке памяти. Содержимым любого разряда может быть либо 0, либо 1.

Основная  причина – простота и надежность двухпозиционных элементов в  плане их технической реализации. Наиболее надежным и дешевым является устройство, каждый разряд которого может  принимать два состояния: намагничено  — не намагничено, высокое напряжение — низкое напряжение и т.д.

Следовательно, использование двоичной системы  счисления в качестве внутренней системы представления информации вызвано конструктивными особенностями  элементов вычислительных машин.

Машинное  слово для конкретной ЭВМ –  это всегда фиксированное число  разрядов. Данное число является одной  из важнейших характеристик любой  ЭВМ и называется разрядностью машины.

Например, самые  современные персональные компьютеры являются 64-разрядным, то есть машинное слово и соответственно, ячейка памяти, состоит из 64 разрядов или битов.

Бит — минимальная единица измерения информации.

Каждый  бит может принимать значение 0 или 1. Битом также называют разряд ячейки памяти ЭВМ. Стандартный размер наименьшей ячейки памяти равен восьми битам, то есть восьми двоичным разрядам. Совокупность из 8 битов является основной единицей представления данных – байт.