Организация учебного исследования аппаратных и программных средств ИКТ
Организация учебного исследования аппаратных и программных средств ИКТ
Содержание |
Методическое описание конкурсной работы
Автор конкурсной работы: Исаева Елена Николаевна, учитель информатики высшей квалификационной категории.
Наименование учебного предмета: информатики и ИКТ.
Тема: Аппаратные и программные средства ИКТ.
Творческое название работы: От пальцев до искусственного интеллекта.
Основополагающий вопрос: Почему стала возможна замена человека компьютерами во многих областях человеческой деятельности?
Возрастная категория исследователей: учащиеся 10 классов
Дидактические цели:
• формирование ИКТ –компетентностей (доступ к информации, управление, оценка, интеграция, создание информации);
• формирование умения создавать единую образовательно-научную информационную среду, содержательными компонентами которой являются предметные учебные коллекции Интернет-ресуросов;
• формирование умения целенаправленного применения компьютера для решения конкретных жизненных задач;
• формирование навыков оценочной самостоятельности.
Методические задачи:
• научить выбирать информационный ресурс, соответствующий заданным критериям.
• научить создавать и использовать схемы классификации для структурирования информации;
• научить обобщать(сравнивать) и составлять сжатый(конспективный) обзор информации из нескольких источников для использования их при решении конкретной проблемы;
• научить сбалансированно осветить проблему на основе имеющейся, в том числе и противоречивой информации;
• научить применять знания о функциональном назначении, взаимодействии различных устройств компьютера, программном обеспечении для решения конкретных жизненных задач;
• научить применять образовательно-научную информационную среду, содержательными компонентами которой являются предметные учебные коллекции Интернет - ресуросов для самообразования и саморазвития.
Перечень тем учебного модуля информатики и ИКТ «Аппаратные и программные средства ИКТ»: История развития вычислительной техники, архитектура технических средств ЭВМ, программное обеспечение ЭВМ, устройства внешней памяти ЭВМ, внутренней памяти ЭВМ.
Форма работы: освоение нового материала
Виды учебно-исследовательской деятельности: проблемный, поисковый, практико-ориентированный.
Анотация к конкурсным материалам: Практико-ориентированные материалы-задания для самостоятельных исследований учащихся созданы для дистанционного обучения школьников. В них предусмотрена среда учебного телекомуникационного информационного взаимодействия – ссылки на Интернет-ресурсы, практические работы, тестовые задания, проведение консультаций, представление результатов. В выполнение каждой исследовательской работы входит проведение практической работы по формированию умений и навыков самостоятельного поиска информации в Интернете в целях создания автономности каждого исследования для обеспечения условия, когда школьник сможет выполнить только одно исследование.
Общие рекомендации для школьников-исследователей
Информационные ресурсы и, особенно электронные публикации охраняются Законом об авторском праве. Вам необходимо знать принципы добросовестного использования объектов авторского права. Изучить информацию о правилах цитирования из Интернета вы можете по ссылке Правила цитирования из Интернета или по адресу http://www.infoteacher.jino-net.ru/issledovateli.html Познакомиться с публикациями, посвящёнными авторским правам на объекты интеллектуальной собственности в Интернете, можно на следующих сайтах.: Право в Интернете - http://www.russianlaw.net Защита авторского права - http://copyrighter.ru
Чтобы научиться добывать знания, надо овладеть техникой исследовательского поиска. В этом вам помогут материалы статьи А.И. Савенкова "Исследователь"(материалы для подростков по организации самостоятельной исследовательской деятельности), с содержанием которой вы можете познакомиться по адресу http://www.infoteacher.jino-net.ru/issledovateli.html.
Алгоритм проведения исследования:
• Выбрать тему исследования из предложенных.
• Изучить материалы по проблеме с использованием Интернет-ресурсов.
• Выбрать/составить гипотезу.
• Определить цель исследования.
• Составить план хода исследования.
• Провести исследование.
• Сформулировать вывод по результатам исследования.
• Оформить результаты исследования.
• Измерить результативность самостоятельной работы.
Методы исследовательской информационной деятельности:
– подбор, обработка и предъявление информации, полученной из различных информационных источников (справочников, энциклопедий, учебников, словарей) и Интернет - источников;
– обобщение информации;
– систематизация и классификация информации;
– работа с понятиями;
– структурирование информации;
– обработка информации и её представление в форме текста, рисунков, схем.
В начале каждой исследовательской работы Вам рекомендуется выполнить практическую работу, помогающую формированию умений и навыков самостоятельного поиска информации в Интернете.
В оформлении исследовательской работы необходимо соблюдать логическую взаимосвязь цели, задач, результатов и выводов:
Цель:(доказать, обосновать, разработать,...)
Задачи:(провести анализ, заявить, определить, установить,...)
Методы:(анализ, наблюдение, измерение, эксперимент, ...)
Результаты: На основании результатов данного исследования доказано(обосновано, выявленно, определено, установлено, .....)
Вывод: На основании результатов данного исследования доказано(обосновано, разработано)
Контрольно – измерительные материалы
В состав контрольно-измерительных материалов входят:
Электронные тесты:
«История развития вычислительных устройств» - http://www.infoteacher.jino-net.ru/testistoria.html, http://www.infoteacher.jino-net.ru/testistoria2.htm
«Архитектура технических средств ЭВМ - http://www.infoteacher.jino-net.ru/arhitektura.html
«Устройство компьютера»- http://www.infoteacher.jino-net.ru/device.html
«Файловая структура», - http://www.infoteacher.jino-net.ru/filesystem.html
«Операционная система» - http://www.infoteacher.jino-net.ru/os.html
«Устройства внутренней памяти» - http://www.infoteacher.jino-net.ru/vnutrmem.html
«Устройства внешней памяти» - http://www.infoteacher.jino-net.ru/vneshmem.html
Задания по теме «Программное обеспечение компьютера»
Задание 1.. Найди и исправь ошибки в предложениях:
1. Самые первые программы разрабатывались непосредственно на объектно-ориентированном языке и-все люди могли заниматься их разработкой, а не только профессиональные программисты.
2.Программа — это последовательность команд, которую выполняет компьютер в процессе хранения информации.
3. Все используемые в компьютере программы называются аппаратным обеспечением.
4. Прикладное ПО руководит слаженной работой всех элементов компьютерной системы как на аппаратном уровне, так и на программном уровне.
5. Системные программы - это средства, предназначенные для создания ПО.
Задание 2. Впиши пропущенные слова в предложениях:
1. Компьютер без — это бесполезный хлам, груда железа И только делают его нашим помощником, другом, советчиком.
2. Программирование - деятельность человека по программы.
3. Для обработки информации на компьютере необходимо иметь ………… — устройства компьютерной системы («hardware»), но и……… («software»), которое наделяет компьютер мыслями и интеллектом.
4 ПО — предназначено Для выполнения конкретных задач пользователя.
5. Наиболее дружественно пользователю ………… ПО.
Задание 3. Ответьте на вопросы:
— Какие виды ПО являются базовыми?
— Без какой системной программы работа компьютера, невозможна?
— Какие ОС установлены на ваших домашних компьютерах? На школь ных?
Критерии оценивания мультимедийной презентации:
СОЗДАНИЕ СЛАЙДОВ
Титульный слайд с заголовком -5 баллов
Минимальное количество – 10 слайдов – 10 баллов
Использование дополнительных эффектов Power Point – 5 баллов
Библиография – 5 баллов
СОДЕРЖАНИЕ
Использование эффектов анимации -5 баллов
Вставка графиков и таблиц -15 баллов
Выводы, обоснованные с научной точки зрения, основанные на данных - 20 баллов
Грамотное создание и сохранение документов в папке рабочих материалов -5 баллов
ОРГАНИЗАЦИЯ
Текст хорошо написан и сформированные идеи ясно изложены и структурированы – 20 баллов.
Слайды представлены в логической последовательности – 10 баллов
Оформление презентации с учётом гармонии цветов - 5 баллов
Слайды распечатаны в формате заметок -5 баллов
ОБЩИЕ БАЛЛЫ – 110 БАЛЛОВ
Критерии оценивания компьютерной публикации:
СОДЕРЖАНИЕ – 50 баллов
По теме исследования изложено несколько точек зрения
Использованы достоверные источники
Материал изложен ясно, структурирован, изложение доступно
Материал может быть доступен ученикам средних классов
Публикация выполняет свою задачу –просветительскую
ГРАМОТНОСТЬ – 30 баллов
Нет грамматических ошибок
Терминологическая ясность и грамотное использование словаря темы
ОФОРМЛЕНИЕ – 20 баллов Библиография Общий дизайн и иллюстрации помогают пониманию материала
При работе над материалами конкурсной работы использовались информационные ресурсы:
А. Г. Гейн, А.И. Сенокосов, Н.А. Юнерман. Информатика 10-11. М: Просвещение. 2001
О.Л. Соколова. Универсальные поурочные разработки по информатике. 10 класс. М: «ВАКО». 2006
И.С. Сергеев. Как организовать проектную деятельность учащихся. Практическое пособие для работников общеобразовательных учреждений. М: АРКТИ. 2004
CD-диск. Н.Д. Угриннович. Преподавание курса «Информатика и ИКТ» в основной и старшей школе. Компьютерный практикум. М: Бином. 2006
CD- диск Intel Обучение для будущего. Intel Corporation. 2003-2005
Задания для самостоятельных исследований учащихся:
Исследование 1. Сравнение вклада различных учёных в развитие вычислительных устройств.
1. Выполните практическую работу «Поиск информации в Интернете». Материалы для выполнения работы вы найдёте по адресу http://www.infoteacher.jino-net.ru/search.html (источник CD-диск. Н.Д. Угриннович. Преподавание курса «Информатика и ИКТ» в основной и старшей школе. Компьютерный практикум. М: Бином. 2006)
2. Осуществите поиск информации в Интернете по теме «История развития вычислительной техники» по ссылкам.
| Информационные источники | Краткая аннотация |
|---|---|
| http://www.computer-museum.ru/document/sorucom2006.htm | стория вычислительной техники — достижения и проблемы |
| http://www.computer-museum.ru/technlgy/bit_comp.htm | На пути к битовой ЭВМ. Материал собран в этом виртуальном компьютерном музее, начиная от вычислений в докомпьютерную эпоху и до самых современных компьютеров. |
| http://www.computer-museum.ru/technlgy/moletr.htm | Приближается эра молекулярной электроники. Виртуальный компьютерный музей |
| http://www.computer-museum.ru/technlgy/silicon.htm | Кремний жил, кремний жив... Виртуальный компьютерный музей. |
| http://www.computer-museum.ru/technlgy/su_chip.htm | Создание первой отечественной микросхемы |
| http://www.computer-museum.ru/technlgy/us_chip.htm | Изобретение интегральных схем. |
| http://schools.keldysh.ru/sch444/ | Этот музей содержит несколько различных экспозиций: поколения компьютеров, история развития вычислительной техники в России, история в лицах и др. |
| http://www.intel.com/ru/intel/intelis/museum/index.htm/ | История развития Приводятся технических характеристики и фотографии микропроцессоров. Описывается устройство микропроцессора |
3. Осуществите самостоятельный поиск информации в Интернете по теме данного исследования.
4. Выберите или составьте гипотезу.
- Гипотеза 1: Я думаю, что изобретения Блеза Паскаля являются самым важным в изобретении вычислительных устройств.
- Гипотеза 2: Я считаю, что самым важным изобретением для последующего появления компьютера было изобретение Бэббиджем его аналитической машины.
5.Оределите цель исследования.
6.Осуществите самостоятельный поиск информации в Интернете по теме данного исследования в соответствии с гипотезой и целью исследования.
7. По результатам исследований заполните таблицу:
| Дата | Устройство | Изобретатель | Назначение и функции устройства |
|---|---|---|---|
8. Проведите эксперимент «Перфокарты или, что общего между ткацким станком и вычислительными устройствами?» (О.Л. Соколова. Универсальные поурочные разработки по информатике. 10 класс. М: «ВАКО». 2006. стр142)
План эксперимента:
1. Возьмите обычную электрическую лампочку, выключатель к ней и кусочек картона размером 8 см х 16 см.
2. Разберите выключатель.
3. Найдите контакты, замыкание которых приводит к включению лампочки, а размыкание – к выключению.
4. Что произойдёт, если между контактами положить кусочек картона? (Он разомкнёт цепь и лампочка погаснет)
5. Проделайте в картоне отверстие. Что произойдёт, если пропустить картон отверстием через контакты. (Лампочка будет гореть)
6. Каким образом с помощью картона с отверстиями можно заставить лампочку гореть или не гореть? ( Пропустить кусок картона с предварительно сделанными отверстиями через контакты. Дырка есть – лампочка горит, дырки нет – лампочка не горит)
7. Ответьте на вопрос "Как назывались кусочки картона, которые применялись конструкторами ткацких станков, первой программисткой Адой Августой Лавлейс для аналитической машины Бэббиджа, Германом Холлеритом для табулятора и в компьютерах первого поколения?"
Вывод сформулируйте на основе анализа полученной таблицы, результатов эксперимента и выдвинутой гипотезы.
Результаты исследования должны быть оформлены в виде компьютерной презентации, буклета.
Проверьте свои знания, выполнив тест «История развития вычислительных устройств» по адресу http://www.infoteacher.jino-net.ru/testistoria.html, http://www.infoteacher.jino-net.ru/testistoria2.htm
Исследование 2. Как ускорить работу процессора вашего домашнего компьютера?
1. Выполните практическую работу «Поиск информации в Интернете». Материалы для выполнения работы вы найдёте по адресу http://www.infoteacher.jino-net.ru/search.html (источник CD-диск. Н.Д. Угриннович. Преподавание курса «Информатика и ИКТ» в основной и старшей школе. Компьютерный практикум. М: Бином. 2006)
2. Осуществите поиск информации в Интернете по теме «Архитектура технических средств ЭВМ» по ссылкам:
| Информационные источники | Краткая аннотация |
|---|---|
| http://thor.kubsu.ru/index.php/corporate/informatika/klassifikator_predmetnyh_znanij | Архитектура вычислительной машины Фон-Неймана |
| http://fio.ifmo.ru/archive/group19/c3wu6/lesson3.html | Архитектура ПК. |
| http://www.xaknotdie.org/?module=articles&c=articles&b=8&a=3 | |
| http://www.oval.ru/enc/66147.html | Система элементов ЭВМ |
| http://www.intel.com/ru/intel/intelis/museum/index.htm | Виртуальный музей фирмы Intel.Истории развития микропроцессоров,технические характеристики и фотографии микропроцессоров,устройство микропроцессора |
| www.ixbt.ru | Аппаратные компоненты компьютера и периферийные устройства |
| http://comp.vslovar.org.ru/1072.html | Визуальный словарь устройства. Функциональная схема ЭВМ |
| http://do.rksi.ru/library/courses/arh/tema1_3.dbk | Общие принципы построения современных ЭВМ |
3.Осуществите самостоятельный поиск информации в Интернете по теме данного исследования.
4.Выберите или составьте гипотезу.
• Гипотеза 1: Я считаю, что чтобы ускорить работу процессора его нужно сделать более «умным».
• Гипотеза 2: Можно предположить, что работу процессора ускорит наличие у процессора собственной памяти.
5.Оределите цель исследования.
6. Проведите эксперимент «Как ускорить работу процессора» (О.Л. Соколова. Универсальные поурочные разработки по информатике. 10 класс. М: «ВАКО». 2006. стр163-164)
План эксперимента:
1. Определите характеристики вашего процессора, выполнив практическую работу «Тестирование компьютера». Материалы для выполнения работы вы найдёте по адресу http://www.infoteacher.jino-net.ru/testcomp.html (источник CD-диск. Н.Д. Угриннович. Преподавание курса «Информатика и ИКТ» в основной и старшей школе. Компьютерный практикум. М: Бином. 2006)
2. • Описание проблемной ситуации. Предположим, что вы — рабочая группа, которой необходимо как можно быстрее решить некоторую задачу. Вы должны работать в помещении 1, а условие задачи, исходные данные и этапы решения находятся в помещении 2, причем выдача необходимой информации происходит достаточно медленно. В помещение 2 может ходить только 1 человек.
• Ваша работа должна выполняться по следующему плану:
1. Человек идет в помещение 2 за порцией данных, необходимых для решения задачи.
2. Приносит их в помещение 1.
3. Рабочая группа быстро обрабатывает данные и посылает за следующей порцией информации. При этом она бездействует в ее ожидании.
4. Человек идет в помещение 2 за следующей порцией информации.
5. Приносит их в помещение 1.
6. Рабочая группа быстро обрабатывает данные и посылает за следующей порцией информации. При этом она бездействует в ее ожидании.
7. И т.д., до тех пор, пока задача не будет решена.
8. Результат решения показываете заказчику.
Подумайте и скажите, каким образом можно ускорить этот процесс, если вы обрабатывайте информацию быстрее, чем вам ее выдают в помещении 2, в результате чего вы теряете много времени. Наводящие вопросы: 1. Можно ли поручить решение задачи более «умной» рабочей группе, которая решит ее быстрее? 2. Можно ли информацию из помещения 2 частично сразу перенести в помещение1? 3. Можно ли посылать за информацией в помещение 2 не одного человека, а нескольких? В ходе эксперимента вы смоделировали процесс ускорения работы процессора. В выводе указать моделями каких устройств были помещение 1, помещение 2 и за счёт чего можно ускорить работу процессора. Результаты исследования должны быть оформлены в виде компьютерной публикации. Проверьте свои знания, выполнив тест ы «Архитектура технических средств ЭВМ» и «Устройство компьютера», размещённые по адресу http://www.infoteacher.jino-net.ru/arhitektura.html, http://www.infoteacher.jino-net.ru/device.html Консультации по возникшим в процессе самостоятельного исследования вопросам можно получить по адресу http://www.infoteacher.jino-net.ru
