Образовательная программа "Математические основы информатики"
рабочая программа по информатике и икт (9 класс) на тему

Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение

школа № 574 Невского района Санкт-Петербурга

ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА

Математические основы информатики

Возраст обучающихся:13-17  лет

Срок реализации: 1 год

Автор-составитель:

педагог  дополнительного образования,

         Ирина Александровна Фирсова

Санкт-Петербург

2016

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Сегодня, в начале 21 века, человечество входит в новую цивилизацию – цивилизацию, связанную с проникновением компьютеров во все сферы жизнедеятельности человека. Эту цивилизацию называют информационной, виртуальной, компьютерной…

Современное общество предъявляет новые требования к поколению, вступающему в жизнь. Надо обладать умениями и планировать свою деятельность, и находить информацию, необходимую для решения поставленной задачи, и строить информационную модель исследуемого объекта или процесса, и эффективно использовать новые технологии.

Данная образовательная программа  «Математические основы информатики» носит интегрированный, междисциплинарный характер, материал программы раскрывает взаимосвязь математики и информатики, показывает, как развитие одной из этих научных областей стимулировало развитие другой.

Актуальность  программы в том, что она  способствует развитию познавательной активности обучающихся; творческого и логического мышления; дает возможность реализации межпредметных связей школьного курса информатики с логикой, математикой, является практико- и предметно-ориентированным.

Образовательная программа «Математические основы информатики»  разработана для обучения математических основ  информатики и формирования  мотивированных навыков работы на компьютере и в информационной среде. Программа дополнительного образования школьников по информатике построена таким образом, чтобы каждый, изъявивший желание пройти через нее, сможет найти себе в рамках этой системы дело по душе, реализовать себя, сможет эффективно использовать информационные технологии в учебной, творческой, самостоятельной, досуговой деятельности.

Педагогическая целесообразность программы состоит в том, чтобы сформировать у подрастающего поколения новые компетенции, необходимые в обществе, использующем современные информационные технологии; позволит обеспечивать динамическое развитие личности ребенка, его нравственное становление; формировать целостное восприятие мира, людей и самого себя, развивать интеллектуальные и творческие способности ребенка в оптимальном возрасте.

Умение выделить систему понятий, представить их в виде совокупности атрибутов и действий, описать алгоритмы действий и схемы логического вывода (то есть то, что и происходит при информационно-логическом моделировании) улучшает ориентацию ребенка в любой  предметной области и свидетельствует о его развитом логическом мышлении, что играет большую роль при обучении детей с ограниченными возможностями здоровья.

Направленность программы – техническая

Уровень освоения – общекультурный

Цель программы: формирование у обучающихся математических основ информатики, умение  работать с различными видами информации окружающего мира и применять точную и понятную инструкцию при решении учебных задач и в повседневной жизни.

Образовательные задачи:

• Сформировать у обучающихся системное представление о теоретической базе информационных и коммуникационных технологий;
• Показать взаимосвязь и взаимовлияние математики и информатики;
• Сформировать умения решения исследовательских  задач;
• Сформировать умения решения практических задач, требующих получения законченного продукта;

Развивающие задачи:

• Развивать творческий и рациональный подход к решению поставленных задач.

Воспитательные задачи:

• Прививать учащимся навыки, требуемые большинством видов современной деятельности (налаживание контактов с другими членами коллектива, планирование и организация совместной деятельности и т.д.);
• Воспитать активную, творческую личность.

  Содержание программы  построено на следующих дидактических принципах:

• отбор и адаптация материала для формирования предварительных знаний, способствующих восприятию основных теоретических понятий в базовом курсе информатики и информационных технологий, в соответствии с психофизическими возможностями, возрастными особенностями обучающихся, уровнем их знаний в соответствующем классе и междисциплинарной интеграцией;
• формирование логического мышления в оптимальном возрасте, развитие интеллектуальных и творческих способностей ребенка;
• индивидуально-личностный подход к обучению школьников;
• овладение поисковыми, проблемными, репродуктивными типами деятельности во время индивидуальной и коллективной работы на занятии, дополнительная мотивация через игру;
• соответствие санитарно-гигиеническим нормам работы за компьютером.

  Программа предназначена для детей - 13-17 лет.

Характеристика  учащихся

Коллектив  учащихся  формируется на  основе  результатов  собеседования  с родителями  и  детьми.

На основе пожеланий  учащихся и возможностей  ОДОД  формируются  группы  численностью  15 человек для первого года обучения.

Наполняемость учебной группы  определяется  техническими возможностями.

 (Санитарные нормы отражены в СанПиН 2.4.2.2821-10).

Сроки реализации образовательной программы -  1 год

Количество учебных часов по годам обучения:

1 вариант реализации программы – 72 часа;

2 вариант реализации программы – 144 часа.

Занятия  проводятся  1  раз  в  неделю по 2 академических  часа  лабораторных (в компьютерном  классе) занятий или 2 раза  в  неделю по 2 академических  часа  лабораторных (в компьютерном  классе) занятий .

            Методы и методические приемы:

Объяснительно-иллюстративный метод используется при ознакомлении обучающихся с новым теоретическим материалом, формировании у них первоначальных умений работы с компьютером, программными средствами, при выработке навыков работы с клавиатурой компьютера.
Репродуктивный метод используется при работе с программами-тренажерами (например, клавиатурный тренажер), обучающими и контролирующими программами (например, принцип работы компьютера, контроль знаний теоретического материала), выполнении различных видов вводных, тренировочных упражнений, упражнений с комментированием.
Метод программированного обучения заключается в использовании обучающих программ. 
Модельный метод включает в себя построение математической или компьютерной модели, метод "нисходящего проектирования" и др.
Метод проектов является новым методом обучения, где деятельность обучающихся организуется в соответствии с деятельностью разработчика автоматизированных рабочих систем, проектирующего новое рабочее место. В роли проекта может выступить компьютерный курс изучения определенной темы, логическая игра, макет лабораторного оборудования, смоделированный на компьютере, тематическое общение по электронной почте.

Программа предусматривает использование следующих форм работы:

• фронтальной - подача материала всему коллективу учеников
• индивидуальной - самостоятельная работа обучающихся с оказанием учителем помощи ученикам при возникновении затруднения, не уменьшая активности учеников и содействуя выработки навыков самостоятельной работы.
• групповой - когда ученикам предоставляется возможность самостоятельно построить свою деятельность на основе принципа взаимозаменяемости, ощутить помощь со стороны друг друга, учесть возможности каждого на конкретном этапе деятельности. Всё это способствует более быстрому и качественному выполнению заданий. Особым приёмом при организации групповой формы работы является ориентирование детей на создание так называемых минигрупп или подгрупп с учётом их возраста и опыта работы.

Примерная структура занятия:

• Организационный момент (1мин)
• Разминка: короткие логические задания на коррекцию внимания, памяти, восприятия, мышления, мелкой моторики (15 мин)
• Разбор нового материала. Выполнение письменных заданий (10 мин)
• Физкультминутка (3 мин)
• Работа за компьютером (10-15 мин)
• Подведение итогов занятия (1 мин)

На вводном занятии проводится беседа по технике безопасности, знакомство учащихся с правилами пользования компьютером, с правилами поведения, правилами дорожного движения, разъясняется, что необходимо делать в случаях угрожающих жизни.

Учебно-тематический план

1 вариант

Содержание программы

1. Комплектование групп (4 часов).

Практика: Ознакомительная игра. Родительское собрание, встреча с администрацией учреждения.

2. Вводное занятие. Инструктаж по технике безопасности и правила техники безопасности. Введение в предмет (2 часа).

Теория: Инструктаж по технике безопасности. Техника безопасности при работе за ПК. Противопожарная безопасность. Правила дорожного движения. Правила поведения. Обзор программы. 

Практика: Анкетирование.

3. Системы счисления. (12 часа).

Теория. Позиционные системы счисления. Единственность представления чисел в Р-ичных системах счисления. Представление произвольных чисел в позиционных системах счисления. Арифметические операции в Р-ичных системах счисления. Смешанные системы счисления.  

Практика. Перевод чисел из Р-ичной системы счислени в десятичную. Перевод из десятичной системы счисления в Р-ичную.

4. Представление информации в компьютере. (10 часов).

Теория: Представление целых и вещественных чисел. Представление текстовой, графической, звуковой и видеоинформации. Метод сжатия.

Практика: Решение  задач.

5. Введение в алгебру логики. (12 часов).

Теория. Алгебра логики. Высказывания. Логические опреации. Таблицы истинности. Логические формулы. Законы алгебры логики. Алгебра переключательных схем. Булевы функции. Логические схемы.

Практика. Решение логических задач.

6. Элементы теории алгоритмов. (12 часов). 

Теория. Понятие алгоритма. Свойства алгоритма. Машина Тьюринга. Машина Поста. Анализ алгоритмов поиска и сортировки.

Практика. Работа с машиной Тьюринга и Поста.

7. Основы теории информации. (8 часов).

Теория.  Понятие информации. Количество информации. Формула Хартли. Алфавитный подход к измерению информации. Информация и вероятность. Формула Шеннона. Оптимальное кодирование информации и ее сложность.

Практика. Решение задач с использованием формулы Хартли и Шеннона.

8. Математические основы вычислительной геометрии и компьютерной графики. (12 часов)

Теория. Координаты и векторы на плоскости. Многоугольники. Геометрические объекты в пространстве.

Практика. Решение задач компьютерной графики на взаимное расположение точек и фигур.

Учебно - тематический план

2 вариант

Содержание программы

1.  Комплектование групп (4 часов).

Практика: Ознакомительная игра. Родительское собрание, встреча с администрацией учреждения.

2.  Вводное занятие. Инструктаж по технике безопасности и правила техники безопасности. Введение в предмет (2 часа).

Теория: Инструктаж по технике безопасности. Техника безопасности при работе за ПК. Противопожарная безопасность. Правила дорожного движения. Правила поведения. Обзор программы.

Практика: Анкетирование.

3. Системы счисления. (20 часов).

Теория. Позиционные системы счисления. Единственность представления чисел в Р-ичных системах счисления. Представление произвольных чисел в позиционных системах счисления. Арифметические операции в Р-ичных системах счисления. Смешанные системы счисления.  

Практика. Перевод чисел из Р-ичной системы счислени в десятичную. Перевод из десятичной системы счисления в Р-ичную.

4. Представление информации в компьютере. (20 часов).

Теория: Представление целых и вещественных чисел. Представление текстовой, графической, звуковой и видеоинформации. Метод сжатия.

Практика: Решение  задач.

5.  Введение в алгебру логики. (30 часов).

Теория. Алгебра логики. Высказывания. Логические операции. Таблицы истинности. Логические формулы. Законы алгебры логики. Алгебра переключательных схем. Булевы функции. Логические схемы.

Практика. Построение таблиц истинности. Решение логических задач.

6. Элементы теории алгоритмов. (28 часов).

Теория. Понятие алгоритма. Свойства алгоритма. Машина Тьюринга. Машина Поста. Анализ алгоритмов поиска и сортировки.

Практика. Работа с машиной Тьюринга и Поста.

7. Основы теории информации. (16 часов).

Теория.  Понятие информации. Количество информации. Формула Хартли. Алфавитный подход к измерению информации. Информация и вероятность. Формула Шеннона. Оптимальное кодирование информации и ее сложность.

Практика. Решение задач с использованием формулы Хартли и Шеннона.

8. Математические основы вычислительной геометрии и компьютерной графики. (24 часов)

Теория. Координаты и векторы на плоскости. Многоугольники. Геометрические объекты в пространстве.

Практика. Решение задач компьютерной графики на взаимное расположение точек и фигур.

ПРЕДПОЛАГАЕМЫЙ РЕЗУЛЬТАТ ОСВОЕНИЯ ПРОГРАММЫ

Обучающийся будет уметь: 

• переводить числ из Р-ичной системы счисления в десятичную;
• переводить числа из десятичной в Р-ичную систему счисления;
• решать логические задачи;
• строить таблицы истинности;
• работать с алгоритмами;
• работать с машиной Тьюринга и Поста;
• решать задачи с использованием формулы Хартли и Шеннона;
• решать задачи компьютерной графики на взаимное расположение точек и фигур.

Обучающийся будет знать:

• позиционные системы счисления;
• представление произвольных чисел в позиционных системах счисления;
• арифметические операции в Р-ичных системах счисления;
• смешанные системы счисления;
• представление целых и вещественных чисел;
• представление текстовой, графической, звуковой и видеоинформации;
• законы алгебры логики;
• логические опреации;
• понятие алгоритма;
• свойства алгоритма;
• алгоритм работы Машины Тьюринга;
• алгоритм работы Машины Поста;
• формулу Хартли;
• формулу Шеннона.

Способы проверки результативности 

• конкурс творческих проектов с использованием мультимедиа технологий;
• выставка рисунков;
• участие в городских и областных и международных конкурсах по информатике.

Методическое обеспечение.

Возможные формы занятий:  Традиционное занятие, комбинированное занятие, практическое занятие,  конкурс, творческая работа.

Возможные методы, в основе которых лежит способ организации занятия:

• Словесный
• Наглядный
• Практический

Методы, в основе которых лежит уровень деятельности детей:

• Объяснительно- иллюстративный.
• Репродуктивный.
• Исследовательский.

Формы организации  деятельности учащихся:

• Фронтальная - одновременная работа всех учащихся.
• Индивидуальная - фронтальный- чередование индивидуальных и фронтальных форм работы.
• Индивидуальная.

Приемы:  

• Упражнения.
• Решение проблемных ситуаций.
• Беседа.

Формы подведения итогов:

• Творческая работа.
• Контрольная работа.
• Открытое занятие для родителей.
• Самоанализ.

Перечень учебно-методического и материально-технического

1. Персональный компьютер.
2. Пакет офисных приложений Microsoft Office 2010.
3. Операционная система Windows 7.
4. Антивирус.
5. Браузер.
6. Проектор.
7. Колонки.
8. Принтер.

Описание учебно - методического комплекса

Литература для педагога:

1. Учебное пособие  «Математические основы информатики.» /  Е В. Андреева, Л.Л.Босова.-М.: Бином. Лаборатория знаний, 2007

2. Логические задачи/ О.Б.Богомолова. – М. :БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013

Литература для обучающихся:

1.  Электронный вариант  - Учебное пособие  «Математические основы информатики.» /  Е В. Андреева, Л.Л.Босова.-М.: Бином. Лаборатория знаний, 2007