ФОРМИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ПОНЯТИЙ В ОБУЧЕНИИ УЧАЩИХСЯ ИНФОРМАТИКЕ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ТЕМЫ «ФАЙЛОВАЯ СИСТЕМА»
методическая разработка по информатике и икт по теме

Курский институт непрерывного профессионального образования
(повышения квалификации и профессиональной переподготовки)
специалистов отрасли образования

Кафедра информатизации образования

Курсовая работа

Тема: «Формирование системы понятий в  обучении учащихся  информатике при изучении темы «файловая система»»

Выполнила: Распопова С.В.              
учитель информатики

МКОУ «Мало-Каменская СОШ»

Большесолдатского района

Научный руководитель: Дурноглазов Е.Е.
заведующий кафедрой
информатизации образования
доцент, к.п.н.

Курск 2010

План

Введение

Глава 1. Роль понятий в процессе обучения.

1.  Определение понятия.
2.  Характеристики понятия
3.  Значение формирования у обучающихся научных понятий

Глава 2. Файловая система. Основные понятия.

2.1 Файловая система – хранилище программ и данных ПК.

2.2 Файл. Общие сведения.

2.3 Каталог. Общие сведения.

2.4 Спецификация файла.

Заключение

Литература

Приложения

Введение

Широкое применение компьютеров во всех сферах общественной деятельности с особой остротой ставит вопрос об овладении компьютерной грамотностью всеми членами нашего общества. Компьютерная грамотность становится сейчас составной частью общечеловеческой культуры. В настоящее время школы и ПУ  оснащены компьютерами, которые используются при изучении не только курсов информатики и ИКТ, но и других общеобразовательных, общетехнических и специальных учебных дисциплин. Действительно, сфера компьютерной грамотности выходит за рамки одного учебного курса. Обучающиеся должны научиться с помощью компьютера решать разнообразные задачи – и не только учебные, но и производственные. Поэтому в настоящее время одной из основных задач школьного курса информатики и ИКТ является подготовка пользователя персонального компьютера.

Для повышения качества обучения необходимо совершенствование методики формирования научных понятий. При формировании понятий следует обратить внимание на их содержание и объём. Содержание любого понятия раскрывается системой взаимосвязанных существенных признаков, объём его определяется числом объектов, на которых раскрывается понятие. Содержание и объём находятся во внутреннем единстве. Отсюда следует, что каждое основное понятие должно иметь оптимальное число существенных признаков, систематически раскрываемых на достаточном числе примеров в процессе преподавания информатики.

В совершенствовании методики изучения основных понятий большое значение имеет вопрос систематического анализа ошибок, которые допускают обучающиеся. Анализ позволил установить, что больше всего обучающиеся допускают ошибки следующих типов: смешивают понятия, перенося признаки одного понятия на другое, что приводит к логическим ошибкам; опускают существенные признаки понятий; затрудняются в переносе знаний на новые факты (применение знаний в новой ситуации); недостаточно используют теорию для объяснения новых фактов; затрудняются устанавливать логические связи между признаками отдельных понятий и связи между отдельными понятиями.

Можно отметить следующие причины ошибок: отсутствие полноты раскрытия некоторых понятий; недостаточное использование упражнений; отсутствие систематического развития некоторых понятий в процессе преподавания; слабое закрепление понятий; недостаточное использование логических приёмов, особенно систематизации и обобщения знаний, неумение выделять главное.

Однако недостаточно выявить ошибки и причины их появления. Важно найти пути предотвращения этих ошибок, разработать предложения по усовершенствованию методики формирования и развития понятий.

В данной работе я попытаюсь изложить свою методику формирования основных понятий, с которыми должен быть знаком каждый пользователь персонального компьютера, на примере изучения темы: «Файловая система».

Я не ставлю перед собой задачу всестороннего освещения всех методических вопросов, связанных с преподаванием информатики. Задача данной работы вычленить основные понятия предложенной темы, рассмотреть их в развитии и предложить свою методику формирования понятий.

Речь пойдёт о таких понятиях, как накопитель (магнитный диск), каталог, файл, имя файла, дерево каталога, путь, текущий каталог.

Глава 1. Роль понятий в процессе обучения.

1.1 Понятие как логическая категория.

Для совершенствования содержания образования необходимо предельно чётко излагать основные понятия, для этого необходимо чётко представлять, что такое понятие, знать основные характеристики, устанавливать связи и отношения данного понятия с другими понятиями.

Что такое понятие? Вопрос кажется понятным, так как в повседневной жизни, в практической работе и в процессе обучения все мы оперируем тем или иным термином, не задумываясь над его содержанием. В действительности вопрос о сущности понятий очень сложный. Нет единого мнения среди философов, психологов и логиков по вопросу о том, что такое понятие. Известно множество попыток дать определения понятия.

Ряд логиков, например Строгович М.С., рассматривает понятие как форму мышления(6). Асмус В.Ф. определяет понятие как «мысль о предмете»(1). Войшвилло Е.Н. говорит: «Понятие есть мысль, представляющая собой результат обобщения предметов или явлений того или иного класса по более или менее существенным признакам»(2). Усова А.В. определяет понятие как результат некоторого этапа в развитии наших знаний о тех или иных объектах. Возникнув, понятие уже само становится объектом познания. Вместе с тем понятие – одна из форм мышления и в этом смысле оно выступает как орудие познания(8). Таким образом, обучение опирается на процесс усвоения научных понятий. Этот процесс очень сложен и противоречив.

2.  Основные характеристики понятия.

Основные  характеристики понятия:

1. Содержание понятия.
2. Объём понятия.
3. Связи и отношения данного понятия с другими понятиями.

Учителю эти характеристики нужно хорошо знать, чтобы судить как оно усвоено, каким оно должно быть.

Под содержанием понятия понимается совокупность существенных свойств объекта, отражаемых в сознании с помощью данного понятия. Существенными называются те свойства объекта, по которым данный класс объектов отличается от всех других объектов. Существенные являются общими для всех объектов данного класса; без них объект, как таковой существовать не может, ибо они отражают сущность самого предмета. По содержанию понятия различаются на простые и сложные. Например, постоянна величина – величина, значение которой не меняется в ходе исполнения алгоритма. Это простое понятие. Тело цикла – это уже более сложное понятие. Ещё более сложным является понятие «файловая система».

Под объёмом понятия понимают количество объектов, охватываемых данным понятием. По объёму понятия подразделяются на единичные, общие и категории.

Единичными называют понятия, объём которых равен единице. Например, текущий каталог.

Понятия, объём которых больше единицы, называют общими. Например, дерево каталога.

Отношения между понятиями есть, прежде всего, отношение их по таким характеристикам, как содержание и объём. С учётом этих характеристик и их взаимосвязи различают родовые и видовые понятия. Объём родового понятия включает объём нескольких понятий меньшей степени общности.

3.  Значение формирования у обучающиеся  научных понятий.

Формирование у школьников системы научных понятий – один из важных элементов овладения ими системой научных знаний. Каждый учебный предмет включает систему взаимосвязанных основных научных понятий, от усвоения которых обучающимися зависит качество из знаний по предмету в целом.

Овладение понятиями связано с активной мыслительной деятельностью обучающихся, выполнением таких мыслительных операций, как анализ и синтез, сравнение и сопоставление, абстрагирование и обобщение.

«Мышление всегда движется в пирамиде понятий» - отмечал психолог Выготский Л.С(3). Нельзя высказать ни одной мысли, ни одного суждения, умозаключения, не оперируя понятиями. Поэтому, чем лучше усвоены обучающимися формируемые у них понятия, тем легче им строить суждения, умозаключения, тем совершеннее у них та основа, которая связана с развитием творческого мышления.

Усвоение обучающимися научных понятий во многом определяется тем, в какой степени учитель владеет знанием особенностей процесса усвоения понятий обучающимися, трудностей, возникающих у них при овладении понятиями, условий, способствующих лучшему их усвоению.

Чтобы обеспечить высокий уровень усвоения обучающимися научных понятий, нужно знать не только особенности процесса усвоения, но и способы его осуществления и в зависимости от конкретных условий выбирать наиболее рациональный способ формирования понятий. Для этого учитель должен видеть перспективу в развитии понятий, основные этапы, из которых слагается процесс, «узловые точки», в которых происходит обогащение этого понятия; приемы, методы, обеспечивающие наиболее полное и правильное усвоение обучающимися существенных признаков понятия. Для этого необходимо, прежде всего, ясно представлять сущность процесса формирования понятий, его цель и общие требования, которым должно удовлетворять качество усвоения обучающимися формируемых понятий.

Сущность процесса усвоения понятий заключается в усвоении содержания понятия, его объёма, существенных связей и отношений данного понятия с другими понятиями системы. Овладение понятием предполагает ещё и овладение умением оперировать им в решении разнообразных задач познавательного и практического характера.

В процессе усвоения научных понятий перед обучающимися возникает ряд трудностей, обусловленных различными факторами. Анализ этих трудностей и выявление факторов (причин), их обусловивших, а также изучение наиболее эффективных способов их преодоления имеет важное теоретическое и практическое значение.

Трудности, возникающие перед обучающимися в процессе усвоения понятий, имеют различный характер. Одни из них обусловлены сложной природой и диалектической противоречивостью понятия как формы мышления и дидактической противоречивостью содержания понятия, другие – несовпадением житейских представлений с содержанием соответствующих научных понятий, третьи – недостатками существующих учебных планов, программ, учебников и общепринятой методики формирования понятий.

Для решения вопроса о выборе оптимального способа формирования того или иного понятия необходимо знать различные способы, их достоинства и недостатки, условия успешного применения.

Необходимо знать особенности самого процесса понятий. Только при этом условии учитель может полнее осознанно и уверенно произвести отбор наиболее эффективного способа формирования для каждого отдельного понятия или класса понятий.

Таким образом, обобщив теоретические рассуждения, можно сделать вывод, что чрезвычайно важную роль в процессе познания играет формирование новых понятий. Такие понятия фиксируют познанное и являются ступенями, позволяющими двигаться дальше. Представим себе, что в доказательствах геометрических утверждений нельзя пользоваться ранее выведенными теоремами, а рассуждения нужно доводить до аксиом. Видимо, геометрия просто не могла бы существовать в таких условиях. А уж про размер школьного учебника (если бы геометрию всё-таки изучали) и подумать страшно. И в информатике целесообразно иметь способ фиксации накопленного знания.

В своей методике при формировании многих основных понятий использую эвристический метод, выстраивая эти понятия в спирально образующую структуру.

Глава 2. Файловая система. Основные понятия.

В настоящее время существует множество литературы, в которой в краткой форме формулируются основные понятия по рассматриваемой теме. Но, как показал опыт работы,  у обучающихся возникает много вопросов при определении  понятий по излагаемой теме.

Я начинаю работу по этой теме с беседы, построив её так, что обучающиеся сами формируют то, или иное понятие.

2.1 Файловая система – хранилище программ и данных ПК.

Как вы помните, одним из основных назначений персонального компьютера является хранение информации. Где же хранится многоликая информация: программы, данные для их работы, тексты, закодированные рисунки, изображения, звуки и т. п.?

Долговременное хранение информации производится на устройствах внешней памяти. В данный момент, целесообразно попросить учащихся перечислить какие они знают устройства для долговременного хранения информации и коротко их  охарактеризовать.

Жёсткий диск предназначен для постоянного хранения той или иной информации, которая более часто используется в работе: программ операционной системы, сервисных (обслуживающих) программ, прикладных программ пользователя, текстовых программ, компиляторов с языков программирования и т. д.

Устройство, которое производит запись и чтение информации с магнитного диска, называется накопителем. Накопители принято обозначать латинскими буквами с двоеточием A:, B:, C: и т.д. Из-за большой ёмкости жёсткого диска его удобно делить на несколько частей, имеющих разные имена: D:, E:, F: и т. д. Все они находятся на одном физическом устройстве, однако с точки зрения пользователя выступают как отдельные накопители, такие части физического диска называют логическими дисками.

После этого я перехожу к формированию общего понятия «файловая система», напоминая ребятам, что работой компьютера руководит операционная система, которая имеет средства для работы с информацией.

Остаётся вспомнить, что любая информация представляется и обрабатывается в компьютере в форме последовательностей нулей и единиц, записав которую на диск, она (информация) будет занимать определённое место.  Так как мы работаем с большим количеством информации, то её необходимо каким-то образом размещать, то есть организовывать. Здесь я провожу аналогию с традиционным «бумажным способом хранения информации, обращая внимание на то, как организовано хранение книг в библиотеке.

Таким образом, как организована информация и средства, позволяющие работать с этой информацией – это и есть файловая система.

Остаётся подкорректировать данное понятие.

Файловая система – это определённый способ организации информации на внешних носителях и совокупность средств операционной системы, позволяющих работать с этой информацией.

2. 2 Файл. Общие сведения.

Прежде чем перейти к формированию понятия «файл», я вспоминаю с обучающимися, что информация – это набор байтов. Таким образом при записи информации на диск этот набор будет занимать определённое место на диске, и чтобы операционная система могла отыскать этот набор на диске, он должен быть каким-то образом помечен, то есть иметь имя. В принципе, понятие уже сформулировано. Но здесь целесообразно сообщить обучающимся, что чёткого определения файла не существует, аналогично тому, как не существует определения, например точки в геометрии, вещества в химии.

Герхард Франкен считает, что файл – это поименованный набор данных(10); Шафрин Ю. А.  – набор байтов(11); Фигурнов В. Э. –область на диске(9), Угринович Н. Д.  – это программа или данные(7).

Из сказанного мы делаем вывод, что файл – это наименьший управляемый элемент файловой системы. Он имеет имя и содержит в себе какую-то однотипную информацию, текст документа, программу, числовой массив и прочее.  В качестве аналогии продолжаю «бумажный» способ хранения информации. В таком варианте файл представляется как некоторый документ (текст, чертёж и пр.) на бумажных листах, который определённым способом озаглавлен.

Рассмотрим имя файла

Имя файла состоит из двух частей, разделённых точкой: собственно имени файла и расширения, определяющего тип файла. Тип указывает на характер информации, хранящейся в файле. Тип имени может отсутствовать. При отсутствии типа точка необязательна

Таким образом имя файла имеет вид: <имя >.<расширение>

Следует обратить внимание обучающихся на то, что в имени файла разрешается использовать не все символы и целесообразно сообщить какие символы запрещены. Это следующие символы: / \ : *? “ > < |

Очень часто обучающиеся спрашивают, почему именно эти символы запрещены. Ответ: «эти символы зарезервированы для специальных  функций».

 Затем высвечиваю на экран примеры имен файлов (приложение1). Заостряю внимание обучающихся на расширения в именах файлов. Многие программы устанавливают расширения имени файла и по нему можем узнать, какая программа создала файл.

Затем высвечиваю на экран наиболее часто используемые расширения (приложение 1). Как правило обучающиеся спрашивают, чем отличаются программы с расширением EXE и COM. Учитель должен быть готов к такому вопросу.

Для закрепления теоретического материала предлагаю обучающимся выполнить несколько упражнений.

Упражнение 1.  На экране высвечиваю несколько имен файлов и предлагаю прокомментировать эти имена (приложение 2). Обращаю внимание на то , что имя файла может иметь до 255 символов.

Упражнение 2.   Какие из следующих имён правильные (приложение 2)?

Обучающиеся комментируют каждый из этих файлов и делают вывод, что правильные имена файлов под номерами 2 и 6.

2.3 Каталог. Общие сведения.

Следующий по величине логический элемент файловой системы называют каталог.

Как правило, обучающиеся уже знакомы с эти понятием, и многие  самостоятельно дают определение. Чтобы окончательно определиться с этим вопросом, я продолжаю «бумажную» аналогию, согласно которой каталог представляем как папку, в которую можно вложить множество документов, то есть файлов. Каталог также получает собственное имя (представьте, что на папке написано название).

После проведённой аналогии я даю чёткое  определение каталога.

Каталог – это группа файлов на одном носителе, объединённых по какому либо критерию. Другими словами, каталог - это оглавление какой-либо группы файлов.

Каталог ещё называют директорией (от английского слова «directory» - справочник, адресная книга).

Таким образом, файлы объединяются в каталоги. Например, клавиатурный тренажёр – это пакет программ, состоящий из файлов, содержащих программы, команды, тексты, рисунки и т. д. Эти файлы объединяются в один каталог (например Baby).

Другой пример: вы можете создать свою личную библиотеку файлов (то есть каталог и записать туда всё, что вам необходимо) и присвоить ей в качестве названия произвольное, на ваше усмотрение, имя.

Здесь целесообразно сообщить обучающимся, что требования  к имени каталогов те же, что и к имени файлов. Только, как правило, расширение для каталогов не используется.

Каталог может сам входить в состав другого, внешнего по отношению к нему, каталогу. Это аналогично тому, как папка вкладывается в другую папку большего размера. Таким образом, каждый каталог может содержать внутри себя множество файлов и вложенных каталогов (говорят – подкаталогов).

А теперь полную картину файловой структуры представьте себе так: вся внешняя память – это шкаф с множеством выдвижных ящиков. Каждый ящик – аналог накопителя; в ящике большая папка; в каждой папке – множество папок и документов (подкаталогов и файлов: самые глубоко вложенные папки хранят в себе только документы (файлы) или могут быть пустыми.

Описанную многоуровневую иерархию каталогов называют деревом каталога. Почему именно деревом каталога, многие обучающиеся догадываются сами. Действительно, если внимательно посмотреть   на описанную структуру, то она действительно представляет собой дерево; правда, дерево получается перевёрнутым, то есть  обращённым корнем вверх. После этого я высвечиваю на экран фрагмент дерева каталога, например, таким: (приложение 3).

Рассматривая данное дерево каталога формируем у обучающихся следующие понятия файловой системы.

Как видно из рисунка (структуры) существует один главный каталог, в котором регистрируются каталоги 1-го, 2-го и т. д. уровней.

Такой каталог называют корневым

Также из рисунка видно какие каталоги являются каталогами 1-го, какие 2-го уровня.

Корневой каталог обозначается: “имя диска:\”. Например, для жёсткого диска – C:\

В подкаталогах 1-го уровня, в свою, очередь, регистрируются файлы и подкаталоги 2-го уровня и т. д. Цепочки подчинённых (вложенных друг в друга) каталогов обозначают их именами, разделёнными знаком “\”. Если знак “\” стоит перед первым именем, то значит «выше» по иерархии находится только корневой каталог.  

Вернёмся к нашей схеме и приведём примеры цепочек подчинённых каталогов: C:\Контрольная работа\Русский язык\сочинение1.doc

Для закрепления сказанного выше можно попросить обучающихся провести аналогию с библиотекой. Действительно, если сопоставить древовидную структуру хранения книг в библиотеке и файлов в персональном компьютере. Библиотека – это корневой каталог, отделы – это каталоги разных уровней, а книги и журналы – это файлы разных типов.

2.4 Спецификация файла

По сложной древовидной структуре файлов на диске для поиска файла уже не достаточно знать только его имя. Кроме того разные по содержанию файлы с одни именем могут фиксироваться в разных каталогах. Для точного определения файла необходимо (кроме имени) указать его местонахождение – цепочку подчинённых каталогов, то есть маршрут или путь по файловой системе.

Маршрут – это путь, по которому нужно пройти операционной системе по дисководам, каталогам, подкаталогам в поисках нужного файла.

Примеры:

1. С:\ - Файл нужно искать в корневом каталоге.
2. С:\Документы\Сочинения\Литература.doc

Таким образом, файл полностью задаётся следующими элементами:

        - именем накопителя  (оно может опускаться);

        - местоположением или маршрутом – цепочкой имён каталогов в которой каждый последующий является подкаталогом предыдущего;

        - именем файла к которому применяется конкретная команда операционной системы.

В данный момент я обращаю внимание обучающихся на перечисленные элементы файла и подчёркиваю, что данная совокупность называется спецификацией файла. В некоторых источниках, например Фигурнов В. Э., Угринович Н. Д., спецификацию файла называют полным именем файла. То есть, указанный выше пример 2 – это полное имя файла.

Рассмотрим последнее понятие – это текущий, или активный каталог.

Как правило, ребята самостоятельно могут пояснить значение слова – текущий. Мне остаётся добавить, что каждый из нас в любой момент времени находится в конкретной  точке пространства, так и операционная система всегда «находится» на конкретном (текущем) диске и в конкретном (текущем) каталоге, - то есть в конкретной точке файловой системы. В этой точке она и работает.

И так, мы рассмотрели основные понятия файловой системы. Но на этом наша работа по данной теме не закончена. После этого целесообразно  поработать с файлами с использованием файлового менеджера и приступить к рассмотрению операций над файлами.

Заключение.

В данной работе я ставил перед собой цель осветить свою методику формирования понятий при изучении темы «Файловая систем».

Отмечу ещё, что перед данной работой не ставилась задача всестороннего освещения всех методических вопросов, связанных с изложением материала по предложенной теме. Не ставилась также задача излагать материал в такой последовательности, как это предложено программой курса информатики.

Задачей данной работы было вычленить основные понятия предложенной темы, рассмотреть их в развитии и предложить методику формирования понятий.

Литература

1. Асмус В. Ф. Логика. Изд. 2, 2001
2. Войшвилло Е. К. Понятие .Изд 3., Либриком, 2009
3. Выготский Л.С. Избранное. Психологические сочинения. Т3,М., 1983
4. Дейнеко С. В. Теория и практика работы на ПК., М., АО «Гопс».1994
5. Машбиц Е. И. Основы компьютерной грамотности. К.: ВШ. Головное изд-во, 1988
6. Строгович М. С. Логика.. Изд.3, 2010
7. Угринович Н. Д. Информатика и ИКТ. Уч. 8 кл. М., БИНОМ, 2009
8. Усова А. В. Формирование у школьников научных понятий в процессе обучения. М.: Педагогика, 1986
9. Фигурнов В.Э . IBM PC для пользователя. Изд-во: М.: Инфра-М, 1997
10. Франкен Г.,Молявко С.,М., БИНОМ 1994
11.  Шафрин Ю А. Основы компьютерной технологии. М., ABF 1997

Приложение 1

DOC – Документ (Word 97-2003)

DOCX – Документ (Word 2007)

EXE- Программа, готовая к исполнению

COM – По смыслу, аналогично предыдущему

TXT – Текстовый файл

SYS – Системный файл

PAS – Текст программы записан на языке Паскаль

Приложение 2

Упражнение 1

Dokument.txt        Doc1.doc                Моё фото.jpg

Сочинение по русскому языку.docx        

Упражнение 2

1. Prim/my.pas
2. Prog.#1
3. Exam:txt
4. Пример?
5. “file”.exe
6. A1

Приложение 3

Каталоги 2-го
уровня

Каталоги 1-го
уровня

Сочинение2.doc

Сочинение1.doc

Математика

Русский язык

Контрольная работа

Config.sys

Autoexes.bat

Command.com

PasABC

Корневой каталог