Конспект урока по информатике на тему Мера уменьшения неопределённости (8 класс)

Конспект урока
Представление.
-Здравствуйте! Меня зовут Шкут Александр Васильевич. Я преподаватель информатики и представляю среднюю общеобразовательную школу №55 города Чебоксары. Я думаю, мы сегодня с Вами хорошо поработаем, познакомимся. Если у Вас будут ко мне вопросы – мы сможем их в перерыве решить. Договорились?
Подведение учащихся к теме урока.
-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.
Объявляю тему, цели и задачи урока.
-Так давайте сегодня на уроке мы с вами будем учиться уменьшать нашу неопределённость. Тема нашего сегодняшнего урока: «Мера уменьшения неопределённости».
Работа в группах.
Итак, как я обещал, мы сегодня с вами познакомимся в процессе работы.
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 какого цвета? Нет.
Решение по карточкам (закрепление).
Вариант 1.
1. «Вы выходите на следующей остановке?»,- спросили человека в автобусе. «Нет»,- ответил он. Сколько информации содержит ответ?
2. В корзине лежат 8 черных шаров и 24 белых. Сколько информации несет сообщение о том, что достали черный шар?
Вариант 2.
1. Вы подошли к остановке, когда горел желтый свет. После этого загорелся зеленый. Сколько информации вы при этом получили?
2.В ящике лежат перчатки (белые и черные). Среди них 2 пары черных. Сообщение о том, что из ящика достали пару черных перчаток, несет 4 бита информации. Сколько пар белых перчаток было в ящике?
За активное участие и правильные ответы на вопросы сегодня получают оценки: - «5», - «4».
И запомните, кто владеет информацией – владеет миром!
Урок закончен, все свободны.
15