Рабочая программа элективного курса Математические основы информатики

Муниципальное казённое общеобразовательное учреждение
«Коробейниковская средняя общеобразовательная школа»


«ПРИНЯТО» «УТВЕРЖДАЮ»
Руководитель ШМО Директор школы
________________Н.Д.Нагайцева _____________ Т.Г. Шевченко
Протокол № ___ от Приказ № от
« » августа 2015 г « » августа 2015г



Рабочая программа
Элективного курса по информатике и ИКТ
10 класс
«Математические основы информатики»
на 2015 -2016 учебный год


Рабочая программа по информатике и ИКТ для старшей школы составлена на основе авторской программы Угриновича Н.Д. «Программа курса информатики и ИКТ (базовый уровень) для старшей школы (10– 11 классы)», изданной в сборнике «Информатика. Программы для общеобразовательных учреждений 2-11 классы / Составитель М.Н. Бородин. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010», с учетом примерной программы среднего (полного) общего образования по курсу «Информатика и ИКТ» на базовом уровне и кодификатора элементов содержания для составления контрольных измерительных материалов (КИМ) единого государственного экзамена.



Составитель:
Нагайцева Нина Дмитриевна
Учитель информатики
высшей квалификационной категории





с. Коробейниково

2015 г

Пояснительная записка [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Возрастающая роль информационных технологий в жизни со временного общества определяет особое положение предмета «Информатика» в общей системе школьного образования. С одной стороны, информатика должна подготовить человека к решению практических задач в условиях информационного общества, т. е. научить пользоваться средствами компьютерной техники и технологии. С другой стороны, она обеспечивает важнейший компонент фундаментального образования. Вместе с другими предметами естественнонаучного и технического циклов информатика создает основу для формирования способностей к аналитическому, формально-логическому мышлению. Поиск разумного баланса между этими двумя системами целей - основной вопрос любой учеб ной программы и методики преподавания курса.
В настоящее время большинство вузов предъявляет к бывшим абитуриентам достаточно высокие (и часто весьма специфические) требования к знаниям и умениям, необходимым для обучения естественнонаучным и техническим специальностям. При этом традиционные образовательные стандарты и методы обучения информатике мало способствуют формированию этих навыков и умений.
Курс «Математические основы информатики» носит интегрированный, междисциплинарный характер, материал курса раскрывает взаимосвязь математики и информатики, показывает, как развитие одной из этих научных областей стимулировало развитие другой.
Курс рассчитан на учеников, имеющих базовую подготовку по информатике.
В результате изучения этого курса учащиеся будут знать:
  о роли фундаментальных знаний (математики) в развитии информатики,
информационных и коммуникационных технологий;
  содержание понятий «базис», «алфавит», «основание» для позиционных систем счисления;
  особенности компьютерной арифметики над целыми числами;
  способы представления вещественных чисел в компьютере;
  принцип представления текстовой информации в компьютере;
  принцип оцифровки графической и звуковой информации;
  аксиомы и функции алгебры логики;
  функционально полные наборы логических функций;
  понятие «дизъюнктивная нормальная форма»;
  содержание понятий «информация» и «количество информации»;

Курсу отводится 1 час в неделю, всего 34 учебных часов.
Программа курса «Математические основы информатики» имеет блочно-модульную структуру:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ][ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ][ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Модуль 1. Системы счисления (10 ч.)
Тема «Системы счисления» обычно изучается в базовом курсе информатики, поэтому школьники обладают определенными знаниями и навыками, состоящими в основном из умения переводить целые десятичные числа в двоичную систему и обратно.
Изучение темы «Системы счисления» в рамках курса «Математические основы информатики» преследует следующие цели:
  раскрыть принципы построения систем счисления и, в первую очередь, позиционных систем;
  изучить свойства позиционных систем счисления;
  показать, на каких идеях основаны алгоритмы перевода чисел из одной системы счисления в другую;
  вскрыть связь между системой счисления, используемой для кодирования информации в компьютере, и архитектурой компьютера;
  познакомить учащихся с некоторыми недостатками использования двоичной системы в компьютерах;
  рассказать о системах счисления, отличных от двоичной, используемых в компьютерных системах.
Тематическое планирование
Номер урока
Тема урока
Содержание
 Дата

1.
Основные определения, связанные
с позиционными системами счисления.
Понятие базиса. Принцип позиционности.
Единичная система. Древнеегипетская десятичная непозиционная система. Вавилонская шестидесятеричная система. Римская система. Алфавитные системы. Индийская мультипликативная система. Появление нуля.


2.
Единственность представления чисел в Р-ичных системах счисления. Цифры позиционных систем счисления.
Система счисления, цифра, позиционная система счисления, непозиционная система счисления, базис, алфавит, основание. Теорема существования и единственности представления натурального числа в виде степенного ряда


3.
Развернутая и свернутая формы записи чисел. Представление произвольных чисел в позиционных системах счисления.
Развернутая форма записи числа, свернутая форма.


4.
Самостоятельная работа № 1. Арифметические операции в Р-ичных системах счисления.
Сложение, вычитание, умножение, деление чисел в различных системах счисления.


5.
Перевод чисел из Р-ичной системы счисления в десятичную.
Перевод целого числа из Р-ичной системы счисления в десятичную. Перевод конечной Р-ичной дроби в десятичную. Перевод бесконечной периодической Р-ичной дроби в десятичную.


6.
Перевод чисел из десятичной системы счисления в Р-ичную.
Перевод целого числа из десятичной системы счисления в Р-ичную. Перевод конечной десятичной дроби в Р-ичную. Перевод бесконечной периодической десятичной дроби в Р-ичную. Перевод чисел из Р-ичной системы в Q –ичную.


7.
Самостоятельная работа № 2. Взаимосвязь между системами счисления с основаниями Q = Рт.
 


8.
Системы счисления и архитектура компьютеров.
 


9.
Контрольная работа.
 


10.
Анализ контрольной работы. Заключительный урок.
 


Модуль 2. Представление информации в компьютере (11 ч.)
Разработка современных способов оцифровки информации один из ярких примеров сотрудничества ученых разных профилей: математиков, биологов, физиков, инженеров, IT-специалистов, программистов. Широко используемые форматы хранения естественной информации (МРЗ, JPEG, MPEG и др.) используют в процессе сжатия информации сложные математические методы.
Вопросы, рассматриваемые в данном разделе, практически не представлены в базовом курсе информатики. Именно поэтому целесообразным достаточно подробно показать учащимся способы компьютерного представления целых и вещественных чисел, выявить общие инварианты в представлении текстовой, графической и звуковой информации, познакомить с основными теоретическими подходами к решению проблемы сжатия информации.
Материал этой темы не очень прост для восприятия учащимися, поэтому надо проводить практические работы в компьютерных классах с целью демонстрации теоретических положений (результатов) на практике. В разработку уроков включены только три практические работы, но при желании их число можно увеличить.
Тематическое планирование
Номер урока
Тема урока
Содержание
Дата

1.
Представление целых чисел. Прямой код. Дополнительный код.
Представление целых и действительных чисел в компьютере. Мантисса, нормализованная форма. Дополнительный и обратный код, фиксированная запятая, плавающая запятая.


2.
Целочисленная арифметика в ограниченном числе разрядов.
 


3.
Самостоятельная работа №1. Нормализованная запись вещественных чисел. Представление чисел с плавающей запятой.
 


4.
Особенности реализации вещественной компьютерной арифметики. Самостоятельная работа №2.
 


5.
Представление текстовой информации. Практическая работа № 1 (по программированию).
Байт и символ. Кодировки. Ввод по коду. Числовой код символа, таблицы кодировок символов (системы кодирования, универсальная система кодирования текста).


6.
Представление графической информации.
Растр, принцип декомпозиции, система кодирования RGB. Пространственная дискретизация. Палитра цветов растрового изображения. Разрешающая способность экрана, глубина цвета, графический режим. Режимы кодировки цветного изображения.


7.
Представление графической информации. Практическая работа № 2.
 


8.
Представление звуковой информации.
Аналоговая и дискретная форма информации. Дискретизация. Частота дискретизации. Глубина кодирования.


9.
Методы сжатия цифровой информации. Практическая работа № 3 (по архивации файлов).
 


10.
Контрольная работа.
 


11.
Анализ контрольной работы. Заключительный урок.
 



Модуль 3. Введение в алгебру логики (14 ч.)
Можно выделить две основных цели изучения этой темы в целом.
1.  Достаточно строго изложить основные понятия алгебры логики, используемые в информатике, показать взаимосвязь изложенной теории с практическими потребностями информатики и математики.
2.  Систематизировать знания, ранее полученные школьниками по этой теме.
Предполагается, что учащиеся имеют базовую подготовку по информатике, в частности, знакомы с основами алгебры логики в объеме стандартного базового курса «Основы информатики и ИКТ».
Тематическое планирование
Номер урока
Тема урока
Содержание


1.
Алгебра логики. Понятие высказывания.
Что такое алгебра высказываний. Высказывание. Простое высказывание, сложное высказывание.


2.
Логические операции.
Операции логического отрицания, дизъюнкции, конъюнкции, импликации, эквиваленции. Свойства логических операций.


3.
Логические формулы, таблицы истинности.
 


4.
Законы алгебры логики.
Законы тождества, противоречия, исключенного третьего, двойного отрицания, идемпотентности, коммуникативности, ассоциативности, дистрибутивности, де Моргана.


5.
Применение алгебры логики (решение текстовых логических задач или алгебра переключательных схем).
Решение логической задачи с помощью рассуждений. Решение средствами алгебры логики. Графический способ решения логических задач: графы, деревья. Табличный способ решения. Решение логических задач на компьютере: на языке программирования, в табличном процессоре.


6.
Проверочная работа.
 


7.
Булевы функции.
 


8.
Канонические формы логических формул. Теорема о СДНФ.
Построение и преобразование логических выражений. Вычисление значения логического выражения. Построение для логической функции таблицы истинности и логической схемы. Решение системы логических уравнений.


9.
Минимизация булевых функций в классе дизъюнктивных нормальных форм.
 


10.
Практическая работа по построению СДНФ и ее минимизации.
 


11.
Полные системы булевых функций. Элементы схемотехники.
Логические элементы И, ИЛИ, НЕ: структурные и функциональные схемы, принцип работы.


12.
Полные системы булевых функций. Элементы схемотехники.
 


13.
Итоговая контрольная работа.
 


В зависимости от количества часов, выделяемых на изучение этой темы, от уровня школьников и т. п. в данном поурочном планировании можно выделить три «наращиваемых» блока:
1-ый блок: уроки 1-6, завершающий урок можно проводить в форме контрольной работы, зачета, обсуждения рефератов;
2-ой блок: уроки 1-10, завершающий урок можно провести в форме практической работы по построению СДНФ и ее минимизации;
3-ий блок: уроки 1-14 (в соответствии с предложенным планированием).
При изучении этого модуля необходимо ориентироваться на имеющийся «входной уровень» знаний школьников по данной теме. Для определения входного уровня можно использовать тестирование, анкетирование, контрольную работу и другие формы проверки знаний и умений. Учитель, оценив «входной уровень», может скорректировать содержание излагаемого материала, уровень домашних заданий, что особенно существенно для первых уроков: если школьникам излагается еще раз «пройденный» ими ранее материал, то возникает ощущение «пережевывания», что снижает мотивацию к учению, с другой стороны, завышенная сложность материала ведет к непониманию и, опять же, к снижению мотивации.
Для успешного освоения учащимися предлагаемого материала целесообразно предусмотреть различные формы самостоятельной работы (домашнее задание, самостоятельная работа с учебником на уроке, использование компьютерных средств учебного назначения и т. д.).








Учебно-методическое и информационное обеспечение курса
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] - единая коллекция цифровых образовательных ресурсов.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] Информатика и информационно-коммуникационные технологии в школе.
Linux-DVD, (выпускается по лицензии компании AltLinux), содержащий операционную систему Linux и программную поддержку курса / Н.Д. Угринович. Компьютерный практикум на CD-ROM.– М.:БИНОМ, 2009 г.
А.А. Чернов, А.Ф. Чернов. Информатика. Контрольные и самостоятельные работы по программированию. Волгоград: Учитель, 2006 г.
А.Х. Шелепаева. Поурочные разработки по информатике. Универсальное издание. М.: Вако, 2006 г.
Информатика и ИКТ: Учебник для 11 класса / Н.Д. Угринович. - 2-е изд., - М.: Бином. Лаборатория знаний, 2009 г.
Л.В. Рябинина. Информатика. 11 класс. Поурочные планы по учебнику Н.Д. Угриновича. Волгоград: Учитель, 2007 г.
Н.Д. Угринович. Преподавание курса «Информатика и ИКТ» в основной и старшей школе. Методическое пособие. М.: Бином, 2007.
Н.Е. Астафьева и др. Информатика в схемах. М.: Бином, 2006 г.
Преподавание курса «Информатика и ИКТ» в основной и старшей школе (7-11): Методическое пособие для учителей. Угринович Н. Д. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006
Windows-CD, содержащий свободно распространяемую программную поддержку курса, готовые компьютерные проекты, рассмотренные в учебниках, тесты и методические материалы для учителей.
Visual Studio-CD (выпускается по лицензии корпорации Microsoft), содержащий системы объектно-ориентированного программирования Visual Basic 2005, Visual C# и Visual J#;
Turbo Delphi-CD (выпускается по лицензии компании Borland), содержащий систему объектно-ориентированного программирования Turbo Delphi.
vђЗаголовок 1ПђЗаголовок 2ПђЗаголовок 3ПђЗаголовок 415