Методическое планирование урока по теме "Измерение информации" 8 класс

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

"Средняя общеобразовательная школа № 33"

663333, г.Норильск, Красноярский край, ул.Энтузиастов 5

Методическое планирование урока

по теме "Измерение информации"

8 класс

(45 мин)

Учитель информатики – Спиркович Ирина Васильевна (Красноярский край, г.Норильск).

Учебник - «Информатика и ИКТ. 8 класс» Семакин И.Г.

Тема урока: Измерение информации

Классы: 8

Цели урока:

• раскрытие важности информационных процессов;

• научиться измерять информацию;

• выработка умения определять количество информации;

• развитие интеллектуальных способностей и познавательных интересов школьников, навыков межличностного взаимодействия и сотрудничества учащихся, коммуникативных умений;

• овладение навыками работы преобразования информации.

Опорные знания: понятие информации, виды информации, информация как знания человека, классификация знаний, информативность сообщения.

Опорные умения: перечисление подходов к определению информации, классифицирование знаний, выражение информационного сигнала в различных формах.

Опорные способы деятельности: фиксирование информации об окружающем мире.

Новые знания: алфавитный подход к измерению информации, алфавит, мощность алфавита, информационный вес символа, информационный объем текста, единица информации.

Новые умения: определять мощность алфавита, информационный объем текста, переводить количество информации из одних единиц в другие.

Новые способы деятельности: определение информационного объема текста.

В результате изучения данной темы учащиеся должны:

Знать/понимать

• оценивать информацию с позиции ее свойств;

• выделять основные информационные процессы в реальных системах;

• как определяется единица измерения информации - бит (алфавитный подход);

• что такое байт, килобайт, мегабайт, гигабайт.

Уметь

• приводить примеры информативных и неинформативных сообщений;

• определять информационный объем текста в байтах;

• пересчитывать количество информации в различных единицах (битах, байтах, Кб, Мб, Гб);

• переводить количество информации из одних единиц в другие;

• решать задачи на определение количества информации;

• оценивать числовые параметры информационных процессов.

Использовать

• умения определять информационный объем текста.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Для привлечения внимания и повышения интереса учащихся к уроку вступительное слово учителя представлено в виде стихотворения.

Информацию я встречу, даже если не хочу,

В школе, дома, на прогулке ее везде я получу.

Даже если ты не хочешь ее в школе добывать,

Пообщаешься с друзьями – знаешь их уже на «пять»,

Информация – подруга, информация – сестра,

Без тебя нам будет туго, а с тобою жизнь светла!

Для человека информация — это знания человека. Получение новой информации приводит к расширению знаний. Сегодня на уроке мы с вами попытаемся измерить информацию и поэтому, тема урока “Количество информации”. (Учащиеся записывают тему урока в тетрадь – «Количество информации»)

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

С целью формирования речи, закрепления основополагающих понятий по теме «Информация», полученных на предыдущем уроке, актуализация знаний проводится в виде фронтального устного опроса по следующим вопросам:

• Что вы понимаете под информацией? Приведите примеры.

Предполагаемые ответы: обычно учащиеся легко приводят примеры информации, которые они получают сами в окружающем мире – новости, школьный звонок, новые знания на уроках, сведения, полученные при чтении научно-популярной литературы, опыт и эмоции, полученные при чтении художественной литературы, эмоциональные переживания, полученные от прослушивания музыки, эстетические каноны, сведения о костюме и быте 18 века, эмоции, полученные при просмотре картин художников 18 века. Желательно, чтобы учащиеся приводили примеры информации и в технических, и в биологических системах и др.

• Мы знаем, что две другие важные сущности мира вещество и энергия существовали до живых организмов на Земле. Существовала ли информация и информационные процессы до появления человека?

Предполагаемый ответ – да, существовала. Например, информация, содержащаяся в клетке растения о виде растения, об условиях прорастания, размножения и пр. позволяет растению расти и размножаться без вмешательства человека; информация, накопленная поколениями хищных животных, формирует условные и безусловные рефлексы поведения следующих поколений хищников.

• Вещество – то, из чего все состоит, энергия – то, что все приводит в движение. Верно ли суждение, что информация управляет миром. Обоснуйте свой ответ.

Ответ: информация действительно управляет миром. Сигнал с Земли спутнику заставляет изменить траекторию его движения; если мы на пути видим лужу, то информация о ее виде, о том, что она мокрая и грязная, заставляет нас принять решение обойти лужу

• Назовите виды информации по форме представления, приведите примеры.

Ответ: числовая (цена на товар, числа в календаре), текстовая (книга, написанная на любом языке, текст учебников), графическая (картина, фотография, знак СТОП), звуковая (музыка, речь), видео (анимация + звук), командная (перезагрузить компьютер - нажатие клавиш Ctrl+Alt+Delete/Enter).

• Какие действия можно производить с информацией?

Ответ: ее можно обрабатывать, передавать, хранить и кодировать (представлять).

• Назовите способы восприятия информации человеком.

Ответ: человек воспринимает информацию с помощью 5 органов чувств - зрение (в форме зрительных образов), слух (звуки – речь, музыка, шум…), обоняние (запах с помощью рецепторов носа), вкус (рецепторы языка различают кислое, горькое, соленое, холодное), осязание (температура объектов, тип поверхности…)

• Приведите примеры знаковых систем.

Ответ: естественный язык, формальный язык (десятичная система счисления, ноты, дорожные знаки, азбука Морзе), генетический алфавит, двоичная знаковая система.

• Почему в компьютере используется двоичная знаковая система для кодирования информации?

Ответ: двоичная знаковая система используется в компьютере, так как существующие технические устройства могут надежно сохранять и распознавать только два различных состояния (знака).

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Овладение знаниями и умениями данной темы осуществляется путем постановки познавательных и учебных задач. Объяснение новой темы учащимся сопровождается демонстрацией мультимедиа презентации на проекторе.

Вопрос для учащихся: Как вы думаете, какая из книг содержит большее количество информации (показать тонкую и толстую)? В книге содержится только текстовая информация). Какое сообщение несет для вас больше информации «завтра учимся по обычному расписанию» или «завтра вместо литературы будет химия»?

Предполагаемый ответ учащихся: учащиеся интуитивно ответят, что второе, потому что, несмотря на почти одинаковое количество слов, во втором сообщении содержится более важная, новая или актуальная для них информация. А первое сообщение вообще не несет никакой новой информации.

Для человека получение новой информации приводит к расширению знаний, или к уменьшению неопределенности. Например, сообщение о том, что завтра среда, не приводит к уменьшению неопределенности, поэтому оно не содержит информацию. Пусть у нас имеется монета, которую мы бросаем на ровную поверхность. Мы знаем до броска, что может произойти одно из двух событий – монета окажется в одном из двух положений: «орел» или «решка». После броска наступает полная определенность (визуально получаем информацию о том, что выпал, например, «орел»). Информационное сообщение о том, что выпал «орел» уменьшает нашу неопределенность в 2 раза, так как получено одно из двух информационных сообщений.

Количество информации можно рассматривать как меру уменьшения неопределенности знания при получении информационных сообщений. (Выделенное курсивом учащиеся записывают в тетрадь).

Существует формула, которая связывает между собой количество возможных информационных сообщений N и количество информации I, которое несет полученное сообщение:

N=2^I (N – количество возможных информационных сообщений, I – количество информации, которое несет полученное сообщение).

Для количественного выражения любой величины необходимо определить единицу измерения. Например, для измерения длины выбран определенный эталон метр, массы – килограмм.

Алфавитный подход к измерению информации позволяет определить количество информации, заключенной в тексте. Алфавитный подход является объективным, т.е. он не зависит от субъекта (человека), воспринимающего текст.

Множество символов, используемых при записи текста, называется алфавитом.

Полное количество символов в алфавите называется мощностью (размером) алфавита.

Сообщение состоит из последовательности знаков. Допусти, что сообщение содержит k знаков. Каждый знак несёт определённое количество информации i. Количество информации во всём сообщении: I=i•k.

За единицу измерения количества информации принимается такое количество информации, которое содержится в сообщении, уменьшающем неопределенность знания в 2 раза. Такая единица называется битом.

Вернемся к рассмотренному выше получению информационного сообщения о том, что выпал «орел» при бросании монеты. Здесь неопределенность уменьшилась в 2 раза, следовательно, это сообщение равно 1 биту. Сообщение о том, что выпала определенная грань игрального кубика, уменьшает неопределенность в 6 раз, следовательно, это сообщение равно 6 битам.

Минимальной единицей измерения количества информации является бит, а следующей по величине единицей – байт, причем

1 байт = 8 битов

В международной системе СИ используют десятичные приставки «Кило» (10³), «Мега» (10⁶), «Гига» (10⁹),… В компьютере информация кодируется с помощью двоичной знаковой системы, поэтому в кратных единицах измерения количества информации используется коэффициент 2ⁿ.

1 килобайт (Кбайт) = 2¹⁰ байт = 1024 байт

1 мегабайт (Мбайт) = 2¹⁰ Кбайт = 1024 Кбайт

1 гигабайт (Гбайт) = 2¹⁰ Мбайт = 1024 Мбайт

1 терабайт (Тбайт) = 2¹⁰ Гбайт = 1024 Гбайт

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Для успешного закрепления знаний, учащиеся должны решить следующие задачи.

Задача 1.

Книга, набранная с помощью компьютера, содержит 150 страниц, на каждой странице – 40 строк, в каждой строке – 60 символов. Каков объем информации в книге?

Решение.

40 * 60 * 150 =360000 символов в книге = 360000 байт.

360000 байт = = 351,5625 Кб = = 0,34332275Мб.

Объем книги  0,34 Мб.

Задача 2.

Сколько килобайт составляет сообщение, содержащее 12288 бит?

Решение.

12288 / 8 / 1024 = 1,5 Кб.

Задача 3.

Можно ли уместить на одну дискету книгу, имеющую 432 страницы, причем на каждой странице этой книги 46 строк, а в каждой строке 62 символа?

Решение.

46 * 62 * 432 =1232064 символов в книге = 1232064 байт.

1232064 байт = 1,17 Мб.

Емкость дискеты 1,44 Мб, значит, книга может поместиться на одну дискету.

Задача 4.

Сообщение, записанное буквами из 64-символьного алфавита, содержит 20 символов. Какой объем информации оно несет?

Решение.

20ⁱ = 64, i = 6 бит – количество информации, которое несет каждый символ,

20 * 6 = 120 бит = 15 байт.

Задача 5.

Одно племя имеет 32-символьный алфавит, а второе племя – 64-символьный алфавит. Вожди племен обменялись письмами. Письмо первого племени содержало 80 символов, а письмо второго племени – 70 символов. Сравните объем информации, содержащийся в письмах.

Решение.

Первое племя: 2ⁱ = 32, i = 5 бит – количество информации, которое несет каждый символ,

5 * 80 = 400 бит.

Второе племя: 2ⁱ = 64, i = 6 бит – количество информации, которое несет каждый символ,

6 * 70 = 420 бит.

Значит, письмо второго племени содержит больше информации.

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Список вопросов для обсуждения:

1. Что такое алфавит?

2. Что такое мощность алфавита?

3. Как определяется информационный объем текста при использовании алфавитного подхода?

4. Что такое байт, килобайт, мегабайт. Гигабайт?

5. Что такое количество информации?

6. Чему равен 1 килобайт?

7. Приведите примеры информационных сообщений, которые несут 1 бит информации