Содержательный подход к измерению информации на уроках информатики в 8 классе
Автор: Шкут Александр Васильевич
Организация: МБОУ «СОШ №55»
Населенный пункт: Чувашская республика, г. Чебоксары
Цели:
Образовательные:
- познакомить учащихся с содержательным методом измерения информации
Воспитательные:
- воспитание познавательной потребности, интереса к предмету;
- контроль за ТБ, правильностью посадки за ПК;
- прививание навыков самостоятельной работы.
- привитие нравственных качеств: ответственность, дисциплинированность, аккуратность, собранность
Развивающие
- развитие мышления (умение строить по аналогии с раннее изученным, сравнивать, обобщать, классифицировать, систематизировать)
- развитие речи
- развитие познавательного интереса у учащихся, уверенности в собственных силах, интереса к информатике как науке;
Тип урока: усвоение новых знаний
Оборудование:
доска, компьютер, компьютерная презентация.
План урока:
I. Орг. момент. (1 мин)
II. Актуализация знаний. (1 мин)
III. Теоретическая часть. (20 мин)
IV. Практическая часть. (9 мин)
V. Д/з (2 мин)
VI. Вопросы учеников. (5 мин)
VII. Итог урока. (2 мин)
Ход урока:
I. Орг. момент.
Приветствие, проверка присутствующих. Объяснение хода урока.
II. Актуализация знаний.
- Что такое информация?
- Как может быть представлена информация? Приведите примеры.
- Зависит ли смысл, содержание информации от способа представления?
- Какие формы представления информации вы знаете?
- Какие свойства информации вы знаете?
- Представьте информацию о погоде в различной форме.
III. Изучение нового материала.
-Начать наш урок я хочу вот с этой монеты, (подбрасываю её и ловлю) скажите, пожалуйста, орёл или решка? (- Решка… – Орёл… - Ребро…) Разделились мнения да?
-Все знают, что это такое? (держу в руках игральную кость) (-Кубик) Да, кубик, кости. Какая грань выпала? (сжал в кубик в кулак) (- 1, 2, 3…)
-Это всем известная игра фанты. Здесь несколько карточек, они пронумерованы. Я вытаскиваю произвольную. Какой здесь номер? (- 1, 2, 3…)
-Ребят, смотрите, когда я задавал вопрос, вы не могли мне дать точный вариант ответа. У всех были разные варианты ответа. Почему? (- У всех своё мнение, мы не знаем…) То есть у вас возникло некоторое незнание, сомнение или, как говорят, сомнение - неопределённость.Смотрите, а если попробовать уменьшить неопределённость или представить, что мы смогли уменьшить нашу неопределённость, что тогда? Неопределённость стала меньше… (- Больше шансов угадать) Ещё… (- Мы узнаем ответ) Конечно же. Мы придем к правильному ответу. Чем меньше вариантов, тем точнее можно дать ответ.
-Так давайте сегодня на уроке мы с вами будем учиться уменьшать нашу неопределённость. Тема нашего сегодняшнего урока: «Мера уменьшения неопределённости».
Работа в группах.
-Я работаю в средней школе №55, совсем рядом с вашей гимназией. В этом году моя школа отмечает свой юбилей – 25лет. Скажите, вы получили сейчас информацию? (- Да) А много или мало? (-Мало, достаточно…) То есть её можно как то измерить? (- Да) Можно. Смотрите, на экране различные предметы, для чего все они предназначены? Пожалуйста. (- Чтобы, что то измерить) Чтобы, что то измерить, конечно же.
Можно ли с помощью данных предметов измерить информацию? (- Нет) Нет, саму информацию нельзя измерить. А почему? (- Потому что она не имеет объёма) То есть она не материальна. Она относится к интеллектуальной сфере. Совершенно верно. Так вот ребят оказывается, уменьшая неопределённость, можно измерить информацию. Давайте попробуем в разобраться, как же это происходит.
Итак, перед началом нашего сегодняшнего урока я загадал некоторое число. Оно сейчас находится на экране. Обмануть я вас не могу. Скажите мне, пожалуйста, какое число точно, абсолютно точно там изображено? Число от единицы до тридцати двух. Точный ответ. (- 8, 5, 13, 26…) Опять вы начинаете гадать. Правильное мнение, не можем точно сказать. Нужна какая то стратегия, просто гадать мы не можем. Какую стратегию можем применить? Необязательно сразу с первого раза. (- Задавать наводящие вопросы?) Да. Задавайте. … Вот здесь будет небольшой нюанс. Чтобы стратегия была действительно верная, необходимо всю нашу неопределённость в 2 раза, пополам, тогда мы дойдём до правильного ответа быстрее. (Число меньше 16?) Я утвердительно говорю, что число действительно меньше 16. Неопределённость уменьшилась в 2 раза? (- Да) Я сейчас перечислю все числа, а вы мне помогайте. (- 1, 2,3… 16) Это у нас был первый вопрос мы задали. Второй вопрос, какой мы можем задать? Той же самой стратегией мы пользуемся. Рассмотрим как последовательность и разделим её пополам. (- Число больше 8?) Я говорю, нет. Это число меньше 8. Вопрос номер 3? Продолжаем в том же духе. (- Это число больше 4?) Да. Вопрос номер 4? (- Это число больше 6?) Я говорю да. И остался последний вопрос (– Это число 7?) Верно. Это число 7.
Смотрите, сколько у нас было вариантов развития событий изначально? Всего сколько вариантов? (- 32) 32 варианта.
Сколько вопросов мы задали? (- 5) Всего было 5 вопросов. У нас было 32 варианта и всего задали 5 вопросов. Для того чтобы нам лучше понять как измерить информацию с помощью уменьшения неопределённости обратимся к данной таблице. Где N – это неопределённость, это количество вариантов развития событий. А i – это, давайте договоримся, что это количество вопросов, которые мы задали. И тогда заполним таблицу соответственно. 5 вопросов. 32 варианта.
Мне сегодня понадобится некий ученик, который будет являться моим помощником. Я сейчас внимательно на вас смотрю. Да нашёл. Сколько учеников здесь у вас? (-16)
16 учеников. Поднимитесь, пожалуйста. А сейчас скажите точно, кто будет являться моим помощником? Что мы делаем? Стратегия. Делим нашу неопределённость пополам. Задаём чёткие, утвердительные вопросы, на которые я отвечу да или нет. … (задаются 4 вопроса) Это Анна, аплодисменты. Сегодня я к вам ещё обращусь, присаживайтесь.
А теперь, сколько вариантов у нас было? (-16) 16. Сколько вопросов мы задали? (- 4) 4 вопроса мы задали. Заполним таблицу. 16 вариантов, 4 вопроса.
Есть очень древняя игра, всеми любимая, наверное, это шахматы. И особенная фигура есть – конь. Как ходит конь? (- Буквой Г) Да, буквой Г. Скажите, пожалуйста, сколько вариантов хода есть из данной позиции? (-8) 8. Молодец. Умница. 8 различных вариантов из этой позиции. А теперь внимание. Если шахматист делает один ход. Скажите, что это за ход? Какой? (- Он пошёл направо?) Молодец. Он пошёл вниз? (- Нет) Остаются ещё 2 варианта и давайте пользоваться шахматными терминами. (- Он пошёл на B5?) Нет. Его ход C6. Сколько всего вариантов развития событий было? (- 8) Сколько вопросов мы задали? (- 3) Молодцы. 3 вопроса.
У меня, как и каждого есть любимое время года. Оно представлено здесь. Назовите его. (- Оно с левой стороны?) Нет. Ещё один вопрос. (- Находится вверху?) Нет. И тогда мы получим моё любимое время года. Это осень, как у А.С. Пушкина. Унылая пора, очей очарованье. Сколько вариантов было всего? ( -4) 4. Сколько вопросов? (- 2) Молодцы. 2.
Ну а теперь наш помощник, Анна. Даю вам монету, подбросьте её и никому не показывайте. Какой вопрос надо задать? (- Орёл?) Нет. Решка. Сколько вариантов развития событий? (- 2) 2. Сколько вопросов мы задали? (- 1) Молодцы 1.
Каждый раз, когда я вам давал какой то пример, что вы делали? (- Задавали вопросы) Правильно, задавали вопросы, которые что в свою очередь делали? (- Уменьшали варианты ответов ровно в 2 раза.) Хорошо, то есть неопределённость уменьшалась в 2 раза. Так вот в информатике такую величину называют одним битом. 1 бит – это минимальная единица измерения информации. Закрепим визуально. Сообщение, которое уменьшает неопределённость знаний в 2 раза, несёт 1 бит информации.
А теперь обратимся к нашей таблице. Есть ли какая - то связь между величинами i и N? Внимательно посмотрите. Связь или закономерность между величинами i и N. Если есть какие то варианты ответов, то пожалуйста. Чтобы вам было легче, давайте я так запишу. Допустим, 8 равно 2 в третьей степени. Все согласны? (- Да) А если мы возьмём другой вариант, 16 равно… 2 в четвёртой степени. То есть всё выполнимо. Так? (- Да) А тогда можно ведь формулу вывести, правильно? Зачем я буду записывать конкретные числа. Формула… 8, 16 что это у нас за величина? (- N.) N. 4, 3 – это какая у нас величина? (- i.) i. То есть это степень. А двойка? Она же не изменяется, да? Записываем так же 2. Получается, мы вывели формулу. Эту формулу примерно так же в 1928 году Ральф Хартли, знаменитый электротехник, вывел её. И называется эта она теперь – формула … (- Хартли) Хартли. Логично. Ещё раз повторяем, N – это что у нас? Количество вариантов, неопределённость. Ну а i? Это минимальная единица измерения информации, это количество бит информации.
Теперь давайте закрепим наши знания. Дана коробка карандашей, в ней 16 карандашей разного цвета. Анна, вытяните один карандаш. … Сколько бит информации несёт о том, что Анна вытащила синий карандаш? У нас есть конкретная формула. Что у нас дано в задаче. Что такое 16? (- N) N=16. Что нужно найти? Количество информации. (- i) I нужно найти, конечно же. Решение. Много формул знаете на измерение информации? Какую? (- N=2i. И что осталось? Подставляем. 16=2i. Отсюда i=4 бита. Записываем ответ i=4 бита. Мы получили 4 бита информации, когда Анна вытащила один карандаш. Важно ли какого цвета карандаш? … Нет.
IV. Домашнее задание.
Решить задачи:
1) Сколько информации содержит сообщение о том, что из колоды карт достали валет пик? (В колоде 32 карты).
2) Сколько информации содержит сообщение о том, что на поле 4х4 клетки одна из клеток закрашена?
V. Вопросы учеников.
Ответы на вопросы учащихся.
VI. Итог урока.
Подведение итога урока. Выставление оценок.
На уроке мы рассмотрели содержательный подход к измерению информации, научились определять количество информации.
И запомните, кто владеет информацией – владеет миром! Урок закончен, все свободны.
Список использованной литературы:
- Учебник по информатике и ИКТ 8 класс / Угринович Н.Д.– М.: Бином, 2015
- https://ru.wikipedia.org/