Інформатика як наука і як навчальний предмет у загальноосвітній школі

Інформатика як наука і як навчальний предмет у загальноосвітній школі

 

Початком процесу формування інформатики, як наукової дисципліни, що вивчає загальні властивості інформації та інформаційних процесів, а також методи і засоби їх забезпечення, вважають 1895 p., коли в Брюсселі було створено Міжнародний бібліографічний інститут.

 

Після Другої світової війни бурхливо розвивалася кібернетика як загальна наука про управління і зв'язок у різних системах: штучних, біологічних, соціальних. Народження кібернетики прийнято пов'язувати з опублікуванням (1948 р.) американським математиком Норбертом Вінером відомої книги «Кибернетика или управление и связь в животном и машине». У цій праці висвітлено шляхи створення загальної теорії управління і закладено основи методів розглядання проблем управління та зв'язку для різних систем з єдиної точки зору. Розвиваючись одночасно з розвитком електронно-обчислювальних машин.

Кібернетика згодом ставала більш загальною наукою — наукою про перетворення інформації.

Під інформацією у кібернетиці розуміють будь-яку сукупність сигналів, впливів або відомостей, які деяка система сприймає від навколишнього середовища (вхідна інформація), видає у навколишнє середовище (вихідна інформація), а також зберігає у собі (внутрішня, внутрісистемна інформація).

 

Услід за появою терміну «кібернетика» в світовій науці почало використовуватися англомовне «Compute! Science», згодом на рубежі 1960-1970-х рр французи ввели термін «Informatigue» для позначення галузі автоматизованого опрацювання інформації в суспільстві Слово «інформатика» є своєрідним гібридом двох слів — «ІНФОРмація» і «автоМАТИКА»

 

В українській мові цей термін вводиться як??? фундаментальної науки, що вивчає процеси пошуку, зберігання, опрацювання, подання, передавання, використання інформації в різних сферах людської діяльності При такому тлумаченні інформатика виявляється тісно пов'язаною з філософськими і загальнонауковими теоріями, проясняється і її місце в колі «традиційних» академічних, наукових дисциплін.

 

Інформатика — це наука про інформацію та інформаційні процеси в природі га суспільстві, методи та засоби пошуку, збирання, одержання, опрацювання, зберігання, подання, передавання інформації та управління інформаційними процесами.

 

Сучасні потоки інформації людство може сприймати і використовувати лише за допомогою комп'ютерів, які здійснюють автоматичне опрацювання величезних масивів різноманітних повідомлень Фундаментальним ядром інформатики є інформологія — наука про інформацію, а також алгоритміка (теорія алгоритмів разом з її філософськими висновками, алгоритмічно нерозв'язними проблемами та ін), а сучасна обчислювальна техніка — її матеріально-технічною основою.

 

Важливою особливістю інформатики є те, що вона має найширші застосування, що охоплюють, в основному, всі види людської діяльності: виробництво, управління, науку, освіту, проектні розробки, торгівлю, грошово-касові операції, медицину, криміналістику, охорону навколишньою середовища, мистецтвознавство, побут тощо. Основне значення має вдосконалення соціального управління на основі нових інформаційно-переробних технологій. Інформатика вивчає те спільне, що властиве численним різновидам конкретних інформаційних процесів (технологій). Ці технології і є об'єктом вивчення інформатики.

 

Предмет інформатики визначається різноманітністю її застосувань Інформаційні технологи, що використовуються у різних видах людської Діяльності (управління виробничим процесом, наукові дослідження, проектування, фінансові операції, освіта та ін), маючи спільні риси, в той самий час істотно відрізняються Утворюються різні «предметі» інформатики, що базуються на різних операціях і процедурах, різних видах обладнання (в багатьох випадках нарівні з комп'ютером використовуються спеціалізовані прилади і пристрої, інформаційні носії тощо).

 

У зв'язку з розвитком інформатики виникає питання про її взаємозв'язки і розмежування з кібернетикою Інформатика і кібернетика мають багато спільною, заснованою на концепції управління, однак кібернетика повністю не поглинає інформатику Один з підходів розмежування інформатики і кібернетики — це віднесення до галузі інформатики досліджень інформаційних технологій не в системах будь-якої природи біологічних, технічних та ін, а лише в соціальних системах. Крім того, за кібернетикою зберігаються дослідження загальних законів руху інформації у довільних системах, у гой час як інформатика, спираючись на цей теоретичний фундамент, вивчає технологію, конкретні способи і прийоми збирання, зберігання, опрацювання, передавання, подання та використання інформації Кібернетичні принципи не залежать від окремих реальних систем, а принципи інформатики завжди перебувають в технологічному зв'язку саме з реальними системами.

 

Моделювання і алгоритмізація — два основних методи кібернетики. Інший метод, що набув широкого застосування з використанням комп'ютерів, — метод розпізнавання зображень, сутність якого полягає у встановленні однозначної відповідності між «простором ознак» і «простором об'єктів» У зв'язку з необхідністю використання великої кількості ознак на основі використання засобів сучасних інформаційних технологій можна забезпечити ефективне використання цього методу.

 

Для сфери освіти є суттєвим визначення предметної галузі інформатики, яка відображає всі фундаментальні основи цієї галузі наукового знання В таблиці 1.1 відображена структура предметної і галузі «Інформатика», яка була представлена на II Міжнародному Конгресі ЮНЕСКО «Освіта і інформатика» Ця структурна схема включає чотири розділи теоретична інформатика засоби інформатизації, інформаційні технологи, соціальна інформатика При цьому теоретична інформатика включає філософські основи інформатики, математичні і інформаційні моделі та алгоритми, а також методи розробки і проектування інформаційних систем і технологій

 

Таким чином, можна виділити таку систему базових понять інформатики інформація, інформаційні процеси, формальні системи, інформаційні моделі (алгоритми, структури даних), архітектура обчислювальних (комп’ютерних) систем, обчислювальний експеримент, інформаційні технології.

 

Технологія — це сукупність методів, засобів і реалізації людьми конкретною складного процесу шляхом поділу його на систему послідовних взаємопов’язаних процедур і операцій, які виконуються більш або менш однозначно і мають на меті досягнення високої ефективності певного виду діяльності

 

Тема 1. 2  Методична система навчання інформатики у початковій школі. Цілі навчання інформатики у початковій школі.

План проведення практичного заняття

 

1. Мозкова атака «Для чого молодшим учням потрібна інформатика?». На дошці складаємо список можливих цілей навчання інформатики (або об’єднуємо студентів у 2-3 групи) і вони готують список цілей на великих аркушах фломастерами, потім презентують. У групі студенти визначають ролі: директор, доповідач, писар (секретар)
2. Обговорюємо, чи можна об’єднати, інакше назвати представлені цілі.
3. Робота з друкованим матеріалом «Напрямки навчальної та розвиваючої діяльності учнів за думкою авторів «Сходинок до інформатики». Чи відповідають визначені нами цілі напрямкам, означеним на розданих аркушах? Якої групи цілей немає на картках (виховної), чому? Чи обов’язково всі 5 напрямків діяльності потрібно планувати кожного уроку?
4. Групова робота з роздатковим матеріалом «Завдання для учнів початкової школи з інформатики». Завдання: визначити, до якого напрямку навчальної та розвиваючої діяльності учнів, можна віднести подані вправи (олівцем проставити номери)?. При виконанні цієї вправи звернути увагу, що писати номер можна тільки тоді, коли ВСІ члени групи зійшлися на одній думці, інакше – відкласти завдання як спірне.
5. Після опрацювання всіх завдань хоча б однією групою, групи міняються місцями і порівнюють свої результати з результатами іншої групи. Обговорення спірних завдань.
6. Індивідуальна робота за комп’ютером (диференційована):

· 1 рівень: підібрати з електронного варіанту підручника «Сходинки до інформатики» завдання для учнів з метою 2 напрямку (прикладного) 2-3 завдання для учнів, оформити їх у вигляді окремого файлу;

· 2 рівень (за бажанням): розробити в електронному вигляді завдання для учнів для учнів з метою 2 напрямку (прикладного);

· 2 рівень (за бажанням): підібрати комп’ютерну програму з ПМК «Сходинки до інформатики», яку можна використовувати з метою 2 напрямку (прикладного).

1. Представлення результатів роботи.
2. Рефлексія. Яка з цілей навчання інформатики …..

Обладнання:  комп’ютерний кабінет, картки «Завдання для учнів початкової школи з інформатики» (2-3 комплекта), картки «Напрямки навчальної та розвиваючої діяльності учнів за думкою авторів «Сходинок до інформатики», підручник «Сходинки до інформатики» в електронному вигляді.

 

-

 

 

Тема 1.3 Комп'ютерна грамотність, інформаційна культура учнів.  Становлення, особливості та перспективи розвитку шкільного курсу інформатики

План проведення практичного заняття

1. За тиждень до проведення занять студенти знайомляться з теоретичними відомостями, поданими нижче,  і  готують доповіді за структурними одиницями теоретичного матеріалу:

· Комп'ютерна грамотність та її складові

·  Компоненти комп'ютерно ї грамотност і, що визначаються чинниками використання комп'ютера

· Інформаційна культура учнів

· Становлення, особливості та перспективи розвитку шкільного курсу інформатики

 

2. Представлення доповідей студентів.

3. Обговорення доповідей.

4. Рефлексія: 

Чи властиві мені ознаки комп’ютерно грамотної людини?

 Яке, на Вашу думку, поняття ширше «комп’ютерна грамотність» чи «інформаційна культура»?

 

Теоретичні відомості

Процес впровадження.

Впровадження інтерактивних методів навчання відбувалося за логікою “від простого до складного”, паралельно застосовуючи як фронтальні, так і групові методи за такою схемою:

Загалом інтерактивне навчання дає змогу наблизити викладання до нового, особистісно-зорієнтованого рівня.

 

Вимірювання інформації

Оскільки немає відповіді на запитання про те, що таке інформація, то й запитання про кількість інформації (багато інформації, мало інформації) та одиниці вимірювання інформації слід визнати некоректними.

Питання вимірювання інформації викликає дискусії серед методистів, учителів. Багато авторів підручників з інформатики пропонують вводити поняття кількості інформації через біти і байти, забуваючи, що, по суті, мова йде про довжину двійкового коду повідомлення, а не про кількість інформації, яку несе таке повідомлення.

Для з'ясування цих питань доцільно розглянути приклади на зразок поданих:

1. Чи містить книжка, яка довго була у користуванні, стільки ж інформації, скільки така сама нова?

2. Чи несе кам'яна брила масою 3 т для археологів стільки ж інформації, скільки її якісний фотознімок у журналі?

 

3. Коли радіостанція передає останні новини, то чи одну й ту саму інформацію одержують усі люди, які слухають радіопередачу?

4. Чи завжди на магнітній дискеті зберігається однакова кількість інформації, якщо відомо, що на дискеті завжди зберігається двійковий код завдовжки 1,44 мегабайт, який визначає місткість (ємність) дискети?

5. Чи однакова кількість інформації зберігається в книжці? в пачці з 10 таких книжок? в пачці із 100 книжок?

6. Якщо один і той самий текст записати підряд 6 разів, чи збільшиться в 6 разів при цьому кількість інформації в такому повідомленні?

7. Чи залежить кількість інформації в слові від того, в якому порядку розташовані літери (наприклад, в словах кумач і чумак)?

8. Чи залежить кількість інформації в реченні від того, в якому порядку розташовані слова?

9. Після архівування повідомлень, довжина двійкового коду повідомлення суттєво зменшується. Чи зменшується при цьому кількість інформації, яку несе код повідомлення?

10. Яку інформацію несе повідомлення «Нам з ним повезло»? Про що тут ідеться?

 

Аналізуючи такі приклади, можна зробити висновок, що потужність радіосигналу, вага носія повідомлення і подібні їх характеристики не можуть служити оцінкою інформації, яка переноситься за допомогою сигналів.

 

Наприклад, довжину текстового повідомлення природно вимірювати кількістю літер, довжину повідомлення, що передається за допомогою двох знаків «крапка» і «тире» (азбука Морзе) — кількістю таких знаків у повідомленні і т. д. Так у повідомлені «коса» — 4 літери, але яку саме інформацію несе таке повідомлення, не завжди зрозуміло (мал. 1.2, 1.3).

 

                   

 

                            Мал. 1.2                                            Мал. 1.3

 

При зберіганні на носіях повідомлення займає певне місце. Саме на це необхідно звернути увагу учнів. Тому цілком коректним є питання про величину (кількість знаків, довжину тексту, площу графічного зображення тощо) повідомлення та відповідні одиниці вимірювання.

Під час роботи з комп'ютером одиниці вимірювання ємності запам'ятовуючих пристроїв (тобто одиниці вимірювання довжини двійкового коду) прийнято називати словами біт, байт, Кб, Мб, Гб, Тб тощо і за їх допомогою порівнювати, який обсяг в запам'ятовуючих пристроях займають повідомлення. При цьому можна повідомити учням, що байт — це довжина повідомлення на електронному носієві, яке містить лише одну літеру чи інший знак, які використовують при поданні звичайних текстів. Кілобайт (Кб) — це довжина повідомлення близько 1000 літер, мегабайт (Мб) — близько 1 000 000 літер. Учителю доцільно навести приклади, за допомогою яких учні зможуть з'ясувати, що в одному і тому самому за обсягом запам'ятовуючому пристрої можуть зберігатися різні за типом повідомлення.

 

Наприклад, в 1000 Мб можна розмістити:

 

• 50 000 сторінок тексту;

• 150 кольорових слайдів високої якості;

• 1,5-годинний аудіозапис промови політичного діяча;

• 10-хвилинний стереомузичний фрагмент, записаний на CD;

• 15-секундний фільм високої якості запису;

• протоколи операцій з банківськими розрахунками за 1000 років.

 

Крім того, необхідно пояснити учням, що інформація може оцінюватися людьми з різних точок зору — за змістом, за важливістю. Тут необхідно дати уявлення про те, що інформація, яку несе повідомлення, залежить від того, як буде аналізуватися повідомлення і як на основі такого аналізу буде синтезуватися нова інформація. З одного й того самого повідомлення, одного і того ж запису, малюнка, із аналізу одного і того самого предмета, явища різні люди можуть зробити зовсім різні висновки (різний аналіз), тобто одержати різну інформацію, проводячи синтез результуючої інформації за різними правилами, залежно від того, на базі якої інформації виконується аналіз вхідної та синтез нової інформації.

 

Слід зазначити, що довжина повідомлення, яку можна визначити тривалістю його передавання чи приймання, чи кількістю знаків, які воно містить, чи ще якимось чином, нічого не говорить про те, багато чи мало корисної інформації несе повідомлення, чи воно несе лише шум. Іноді повідомлення, що передається за допомогою лише одного знака, може нести набагато більше корисної інформації, ніж інше повідомлення, що передається за допомогою великої кількості знаків.

Наприклад, важко сказати, яке з трьох повідомлень «ж-ж-ж-ж», «ж-ж-ж-ж-ж-ж», «ж-ж-ж-ж-ж-ж-ж-ж-ж» несе більше інформації і якої саме. Неясно також, яку інформацію несуть повідомлення 2*2=5, 2+2=10.

 

Якщо повідомлення надто довге і містить велику кількість знаків, воно може бути не сприйнятим, а інформація, яку воно несе, найімовірніше стане шумом.

Наприклад, якщо одразу намагатися викласти велику кількість фактів, то очевидним буде прохання «Не поспішайте і розповідайте все по порядку з самого початку». Якщо одразу прочитати весь підручник з математики, то швидше за все при цьому буде здобуто набагато менше корисної інформації, ніж під час поступового його вивчення.

Для закріплення понять інформації, повідомлення, шуму, мови, носіїв інформації, подання та вимірювання інформації можна запропонувати виконати учням вправи та відповісти на запитання:

 

1. Що означає повідомлення у вигляді чобота, вивішеного над дверима крамниці?

2. Якщо над яром вигукнути слово «луна» і у відповідь почути відлуння — слово «луна», чи одержується при цьому якесь повідомлення? Якщо так, то яке? Про що?

3. Чи однакову інформацію несуть повідомлення «+» і «знак додавання»?

4. Чи однаково сприймають різні люди одне і те саме повідомлення? Наведіть приклади.

5. Наведіть приклади, коли повідомлення має різний зміст залежно від того, які властивості об'єкта, про який повідомляється, цікавлять людину.

6. Наведіть приклади повідомлень, команд, вимог, правил, законів, які повинні різними людьми за різних обставин тлумачитись однаково.

7. Наведіть приклади повідомлень, зрозумілих тільки якійсь людині, групі людей.

8. Наведіть приклади, коли інформація перетворюється на шум, та навпаки — шум перетворюється на інформацію.

9. Наведіть приклади різних мов, за допомогою яких можна подати повідомлення для різних людей.

10. Чи існують мови для подання повідомлень через тварин? Наведіть приклади.

11. Чи існують мови для подання інформації через якийсь автомат? Наведіть приклади.

12. Чи можна повідомлення передавати за допомогою технічних пристроїв? Наведіть приклади.

13. Чи несе для вас інформацію фільм, який не вдалося переглянути?

14. Чи є носієм інформації вакуум?

 

 Види інформації

 

Учні повинні засвоїти поняття про різні види інформації. Одна із чинних класифікацій видів інформації відображена на схемі (мал. 1.8).

 

           

 

 

Інформацію можна класифікувати різними способами, і різні науки роблять це по-різному. Наприклад, у філософії розрізняють інформацію об'єктивну і суб'єктивну. Об'єктивна інформація відображає явища природи та людського суспільства. Суб'єктивна інформація створюється людиною та відображає її бачення навколишнього світу.

 

Для криміналістики, науки, медицини, економіки суттєво, що інформація буває повною і неповною, істинною і хибною, вірогідною і невірогідною, вчасною і невчасною. Юристи розглядають інформацію як факти. Фізики розглядають інформацію як послідовність сигналів. Лінгвістика вивчає методи кодування і подання інформації мовними засобами.

 

У різних науках питання, пов'язані з інформацією, вивчаються з різних точок зору. Для інформатики основними є питання про пошук, зберігання, опрацювання, подання, передавання інформації (точніше, повідомлень).

 

§8. Властивості інформації

 

Важливо, щоб учні розуміли, що, крім сприймання інформації за допомогою органів чуття при безпосередньому контакті з об'єктами зовнішнього світу, людина може зберігати, опрацьовувати інформацію, в результаті одержувати нові знання, нову інформацію і передавати її іншим людям за допомогою повідомлень. При цьому особливо важливо, щоб інформація, яку несуть повідомлення, сприяла прийманню на її основі правильних рішень, вона повинна характеризуватися такими властивостями, як вірогідність, повнота, актуальність, корисність, зрозумілість.

Практика свідчить, що обговорення теми «Властивості інформації» проходить зацікавлено і викликає жвавий інтерес учнів, якщо вчитель використовує під час пояснення частково-пошуковий метод на базі нетривіальних прикладів із життя.

Наведемо приклади пояснення властивостей інформації вчителем.

Однією із найважливіших властивостей повідомлень є їх вірогідність. Повідомлення вважається вірогідним, якщо воно не суперечить реальній дійсності, правильно її пояснює і підтверджується нею.

Так, наприклад, довгий час вважалося, що у центрі Всесвіту знаходиться Земля, а Сонце обертається навколо Землі (геоцентрична модель всесвіту К. Птоломея). Однак така модель Всесвіту не узгоджувалася зі спостереженнями астрономів. У 1543 р. польський астроном М. Копернік на підставі аналізу результатів значної кількості спостережень довів помилковість геоцентричної моделі світу та вірогідність геліоцентричної моделі, яка слугує науці і сьогодні.

Для підвищення надійності і вірогідності повідомлень та інформації, яку вони несуть, їх дублюють, передають різними способами і у різних формах подання, перевіряють, звертаючись до різних джерел, дослідів, підтверджень через непрямі свідчення.

При цьому для того, щоб зробити правильні висновки (здобути інформацію, що має практичну цінність), набір повідомлень (показників, характеристик, ознак) повинен бути достатнім, тобто якомога повнішим і вичерпним, з одного боку, а з іншого — містити якомога менше надлишкових, необов'язкових повідомлень (фактів, ознак, проявів досліджуваного явища), тобто шуму, оскільки такий шум може призвести до неправильних висновків і прийняття на їх основі неправильних рішень.

Наприклад, якщо необхідно встановити про яку тварину йде мова, якщо сказано лише, що тварина ловить мишей, то для однозначного висновку наявних повідомлень явно недостатньо, оскільки мишей ловить і кішка, і лисиця, і їжак. Якщо ж додати, що тваринка має чотири лапи, ніс, очі, вуха, зуби, то таке додаткове повідомлення швидше за все несе лише шум.

Повідомлення, яке несе певну інформацію, має бути своєчасним, щоб інформація мала практичну цінність. Одне і те саме повідомлення «О 17.00 мультфільм «Як козаки куліш варили», одержане о 16-й год, несе зовсім іншу інформацію, ніж отримане о 18-й год.

Якщо людині розповідають щось, до сприймання чого вона ще не готова, наприклад звертаються англійською мовою раніше, ніж людина вивчила цю мову, то ця людина з почутого повідомлення винесе зовсім іншу інформацію (повідомлення є для такої людини незрозумілим), ніж це було б, коли б людина попередньо вивчила англійську мову. Слід пам'ятати, що надто велика кількість повідомлень чи їх невчасність так само обеззброює людину, як і відсутність повідомлень.

Для прийняття правильних рішень повідомлення повинно бути повним. Зайві (надлишкові) повідомлення (зайва інформація, тобто шум) відволікають увагу і заважають швидко і вчасно знайти правильне рішення і навіть можуть призвести до неправильних висновків і прийняття на їх основі неправильних рішень. Неповнота ж повідомлень так само може призвести або до неправильних висновків, або до їх невчасності, оскільки доведеться втрачати час на пошуки уточнюючої інформації.

Наприклад, у різноманітних змаганнях намагаються дезінформувати суперника, надаючи з одного боку неповну інформацію про об'єкт, що його цікавить, а з іншого — багато сторонніх, схожих на правдиві, повідомлень, які навмисне організовано так, щоб суперник зробив неправильні висновки і прийняв на їх основі рішення, вигідні протилежній стороні. Так організовану інформацію, призначену для спантеличування суперника, називають дезінформацією.

Об'єктивну інформацію можна одержувати за допомогою нормально працюючих датчиків, вимірювальних приладів. Повідомлення об'єктивне, якщо воно не залежить від судження будь-кого.

Для систематизації знань зручно скористатися таблицею 1.1, в якій вказані властивості інформації та їх тлумачення.

 

Таблиця 1.1

Властивості повідомлень	Тлумачення властивостей
Об'єктивність повідомлення	Інформація об'єктивна, якщо вона не залежить від суджень будь-кого
Вірогідність повідомлення	Повідомлення вірогідне, якщо інформація, яку воно несе, відповідає істинному стану речей
Повнота повідомлення	Повідомлення повне, якщо його достатньо для виведення правильних висновків і прийняття правильних рішень
Актуальність (своєчасність) повідомлення	Повідомлення актуальне (своєчасне), якщо воно важливе в даний момент часу
Корисність (практична цінність) повідомлення	Корисність повідомлень оцінюється за тими завданнями, які можна розв'язати з їх використанням
Зрозумілість повідомлення	Повідомлення зрозуміле, якщо при його сприйманні не виникає потреби у додаткових повідомленнях (не виникає запитань)

 

 

Не слід робити спроби дати учням найбільш повні та загальні відомості про властивості інформації. Необхідно чітко виділити та розмежувати лише ті сторони цього поняття, на які буде спиратися подальше подання матеріалу, і які будуть використовуватися учнями в їх практичній діяльності. Після пояснення властивостей інформації вчитель може запропонувати в наступних прикладах визначити властивості інформації, яка в них зустрічається:

 

1. Ви одержали пояснення щодо розв'язування деякої математичної задачі, але описане незнайомою мовою.

2. Наступного дня комісія вивісила на дошці оголошень правильні розв'язання задач.

3. Один перський цар, збираючись завоювати сусідню державу, звернувся до мудреця: «Що відбудеться, якщо я із своїм військом переправлюся через річку на кордоні держави?» Мудрець відповів: «Повелителю, ти зруйнуєш велике царство». Задовольнившись таким прогнозом, завойовник переправився зі своїм військом через річку і був розгромлений військом суперників. У гніві він звинуватив мудреця в брехні, на що мудрець відповів: «Царю, а хіба твоє царство не було великим?».

4. Наведіть приклади, коли на основі неповного повідомлення можна прийняти неправильне рішення. Наведіть такі приклади з історії.

5. Яку властивість повідомлення характеризує «зіпсований» телефон, чутки, мисливські легенди?

6. Наведіть приклади несвоєчасних повідомлень.

7. Наведіть приклади неповних повідомлень.

Матеріал про властивості інформації носить ознайомлювальний характер, тому не слід вимагати від учнів знання розгорнутих і формальних означень, проте слід максимально спиратися на життєвий досвід учнів, їх інтуїцію.

 

 

 

§9. Інформаційні процеси

 

Особливе місце у вивченні поняття інформація відіграють питання про інформаційні процеси. Основними інформаційними процесами є: пошук — збирання — зберігання — передавання — опрацювання — використання — захист інформації.

Приймаючи повідомлення, людина фіксує його в свідомості, не обов'язково заглиблюючись у його зміст, і таким чином не обов'язково одержуючи інформацію, яку несе повідомлення.

При цьому повідомлення поступають у вигляді деяких сигналів чи послідовностей сигналів, які сприймаються органами чуття людини (зір, слух, на дотик).

Сигнали — це умовні знаки, за допомогою яких звертають на щось увагу, повідомляють, передають розпорядження або проводять переговори, тобто передають повідомлення. Для подання сигналів (зокрема і на далекі відстані) використовують найрізноманітніші сигнальні засоби — світлові та звукові джерела (дорожні знаки, петарди, прожектори, радіомаяки, світлофори, димові шашки, прапорці, гудки, дзвінки, сирени, дзвони, ракети, сигнальні лампи, повідомлення голосом, по радіо, написи, тексти, плакати тощо).

Слід зауважити, що повідомлення не вважається прийнятим, якщо воно нанесене на деякий носій повідомлень, але відповідні сигнали не сприйняті органами чуття людини. Наприклад, якщо телеграфний апарат видрукував телеграму, але ніхто не звернув уваги на факт існування телеграми, то телеграму не можна вважати прийнятою.

Для передавання повідомлень люди здавна використовують різноманітні способи і засоби — сторожові вишки, сигнальні вогні, гінців, сплавляння носіїв повідомлень за течією рік.

В історію людства ввійшов подвиг грецького воїна, пов'язаний з передаванням повідомлення. 490 р. до н.е. після перемоги грецького війська над персами біля поселення Марафон, що знаходиться на віддалі 40 км. від Афін, до столиці відправили воїна, щоб передати повідомлення про перемогу. Воїн пробіг без відпочинку всю віддаль від Марафону до Афін. Прибігши до столиці, він вигукнув «Ми перемогли» і впав мертвий. На честь цього подвигу і нині на Олімпійських іграх проводяться змагання з марафонського бігу.

Сьогодні повідомлення письмові, звукові, візуальні передають за допомогою сучасних засобів телекомунікацій (віддаленого зв'язку) — телеграфних апаратів, телефонного, радіо та супутникового зв'язку на будь-які віддалі.

Опрацювання повідомлень необхідне для виявлення інформації, яку вони несуть. При цьому повідомлення є інформаційними моделями процесів і явищ, описаних у повідомленнях. Слово «модель» означає образ, зразок, замінник, опис. Різні типи моделей часто використовують для опису та вивчення тих чи інших характеристик об'єктів навколишнього світу. Наприклад, глобус є моделлю земної кулі, географічна карта є моделлю деякої частини земної поверхні, відтворення в уяві перебігу подій, що вже відбулися — уявна модель перебігу подій, іграшковий автомобіль чи літачок — моделі справжніх автомобіля чи літака, опис якогось явища природи є описовою моделлю цього явища.

Вивчаючи різноманітні повідомлення, перевіряючи на їх основі можливі припущення, тобто здійснюючи аналіз повідомлень, з наявних повідомлень виводять різні твердження та їх обґрунтування, висновки, узагальнення, тобто здобувають інформацію, подаючи результати у вигляді нових повідомлень, нових правил, тверджень, виявлених закономірностей, здійснюючи таким чином синтез нових знань, нової інформації.

Для зберігання великих масивів повідомлень їх наносять на довго-існуючі носії (папір, дерев'яні, металеві і інші поверхні, кінострічки, магнітні стрічки і диски, лазерні диски). При цьому повідомлення відповідним чином впорядковують — за галузями знань (математика, історія, література, мистецтвознавство тощо), за мовами подання (англійська, іспанська, російська, українська), за алфавітом стосовно ключових слів (довідники, словники, енциклопедії), за типами повідомлень і носіїв (для книжок — бібліотеки, для документів — архіви, для кінострічок — фільмотеки, для картин — картинні галереї, для історичних пам'яток — музеї, для відеофільмів — відеотеки, для рідкісних чи особливо цінних документів і речей — спеціальні сховища).

Збирання повідомлень не є самоціллю. Щоб інформацію, яку несуть повідомлення, можна було використовувати, причому багатократно, їх необхідно зберігати.

Спосіб зберігання повідомлень залежить від їх носіїв. Сховища повідомлень можуть бути різноманітні:

• бібліотеки, відеотеки, фонотеки, архіви, патенти, бюро, музеї, картинні галереї;

•   комп'ютерні сховища — бази і банки даних, інформаційно-пошукові системи, електронні енциклопедії, медіатеки.

Інформаційно-довідкова система — це сховище інформації, яке включає засоби введення, зберігання, захисту, пошуку і подання повідомлень.

 

Однією з найважливіших операцій з повідомленнями є пошук повідомлень серед наявних, що містять принаймні якусь інформацію про ті чи інші явища, об'єкти, процеси. Пошук необхідних повідомлень невіддільний від опрацювання наявних. Такий пошук здійснюється в довідниках, енциклопедіях, архівах, словниках, журналах, книжках та інших засобах зберігання повідомлень за деякими ключовими словами. Це може бути назва твору, прізвище автора, коротка анотація до твору чи деякі слова з анотації. Разом з тим, знайти потрібне повідомлення серед величезної маси різноманітних повідомлень буває досить нелегко і без спеціальних засобів пошуку часто неможливо.

 

Тема 6.1 Методика вивчення поняття інформаційної системи. Початкове ознайомлення з комп’ютером.

План проведення практичного заняття

1. Бесіда з метою актуалізувати знання студентів щодо поняття ПК як інформаційної системи.
2. Самостійне опрацювання теоретичного матеріалу (див. «Теоретичні відомості»)
3. Парна робота: підбір власних прикладів завдань з теми «Склад персонального комп’ютера» (можна користуватись конспектми уроків на базі «Сходинок до інформатики»)
4. Представлення по одному завданню від кожної пари і виконання його.
5. Рефлексія: Які форми та прийоми роботи доцільно використовувати для підвищення зацікавленості учнів до вивчення складу персонального комп’ютера.

 

Теоретичні відомості

Вивчення основних понять інформаційної системи доцільно буду­вати циклічно: формуються лише найзагальніші уявлення про об'єкт вивчення; з часом дещо уточнюються його характеристики (чи ознаки поняття, якщо йдеться про його формування); далі (можливо в наступних класах чи при вивченні інших навчальних предметів) ці уточнення стають ще детальнішими; нарешті, у кожного учня буде сформоване своє власне бачення об'єкта вивчення. Адже з повідомлень учителя кожен учень здобуває свою інформацію (таким чином, інфор­мація, яку несе повідомлення, виявляється суб'єктно залежною). Такий підхід до формування знань дещо нагадує метод послідовних уточнень при розробці алгоритмів та програм і взагалі структуризацію знань, понять тощо.

При ознайомленні з основними пристроями комп'ютера доцільно разом з учнями побудувати відповідні таблиці для відображення їх основних характеристик.

Ознайомлення учнів з поняттям процесора можна почати із його узагальненого опису. Головне — розуміння учнями призначення цього пристрою та його функцій.

Вивчення призначення запам'ятовуючих пристроїв комп'ютера (спеціальних носіїв повідомлень) доцільно починати в евристичній бесіді із з'ясування терміна пам'ять. Можна спочатку визначити з учнями роль пам'яті людини, різні види такої пам'яті, але лише в обсязі, необхідному для розуміння особливостей та різних видів комп'ютерної пам'яті — довготривалої та оперативної. Важливо також навчити учнів знаходити асоціації, порівнювати та аналізувати. Внут­рішня пам'ять — це власна (біологічна) пам'ять людини; зовнішня пам'ять — це різні засоби для записування і зберігання повідомлень — паперові, магнітні тощо.

Доцільно пояснити учням, що запам'ятовуючі пристрої комп'ютера поділяються на внутрішні та зовнішні. Потім з'ясувати, з чого склада­ється окремо внутрішня та окремо зовнішня пам'ять, вказати на відмін­ності між оперативними і постійними запам'ятовуючими пристроями. Для систематизації знань можна разом з учнями побудувати схему, в якій відображено всі види запам'ятовуючих пристроїв комп'ютера (мал. 1.3). Складати схему слід послідовно, ознайомлюючись з новим матеріалом.

До запам'ятовуючих пристроїв комп'ютера належать також зовніш­ні засоби зберігання інформації — магнітні та оптичні диски, магнітні стрічки. За допомогою евристичної бесіди вчитель може з'ясувати основні характеристики дисків. Слід ознайомити учнів з правилами захисту інформації на дискетах, їх зберіганням, вимогами до поведінки користувача при читанні та зберіганні інформації на дискеті.

Далі доцільно п