Линия информации и информационных процессов

линии информации и информационных процессов   Система знаний содержательной линии «Информация и информационные процессы»  представлена в виде графа на схеме 1 (см. Приложение 1). Данная схема объединяет в себе  структуру двух содержательных линий: «Информация и информационные процессы» и  «Представление информации». Вместе их можно рассматривать в качестве  интегрированной линии с названием «Информация». Надо сказать, что линия информации  охватывает содержание всего базового курса, поскольку понятие информации является в  нем центральным. В любой теме курса речь идет о различных вариантах представления  информации и информационных процессов. Поэтому схема представляет собой структуру  наиболее общих понятий предмета. Каждое из понятий данной системы рассматривается в базовом курсе в двух аспектах:  назовем их условно «компьютерным» и «бескомпьютерным». Под бескомпьютерным  аспектом понимается рассмотрение информации без привязки к компьютеру, с общих  позиций, по отношению к человеку, обществу, природе. В этом аспекте изучаются такие  вопросы, как: определение и измерение информации, информационные модели,  информационные процессы и процессы управления в природе и обществе. Под  компьютерным аспектом понимается изучение информационной стороны  функционирования самого компьютера в рамках архитектуры ЭВМ, а также изучение  компьютерных технологий работы с информацией, программирования. Ключевыми вопросами данной содержательной линии являются: • определение информации; • измерение информации; • хранение информации; • передача информации; • обработка информации. Проанализируем подходы к этим вопросам в различных школьных учебниках  информатики, а также раскроем авторскую концепцию их содержания и методики  преподавания.  "Информация и информационные процессы" Целью изучения данной содержательной линии является введение и развитие ключевых для информатики понятий "информация", "информационные процессы", "информационная  деятельность", "информационное общество". Основные понятия: информация, свойства информации, процессы хранения, передачи и  обработки информации. В результате изучения учащимся необходимо... Понимать:  Существующие подходы к определению информации;  Отличие информационных процессов от физических. Знать:  Свойства информации;  Виды информации (по способу восприятия, способу представления и общественному значению);  Сущность языка как средства представления информации;  Виды сигналов с точки зрения информатики. Уметь:  Приводить примеры процессов хранения, обработки и передачи информации;  Определять природу системы, в которой рассматривается информационный процесс. Подходы к реализации темы Поскольку понятие информации является ключевым, то можно считать, что линия  информации охватывает содержание всего базового курса. Взаимосвязь с линией "Представление информации" позволит в будущем объединить эти  линии в один раздел информатики. Очевидна взаимосвязь этой линии с линией  "Компьютер", поскольку здесь рассматривается инструмент для эффективной работы с  информацией, а линия "Алгоритмизации и программирования" позволяет изучить процессы обработки различной информации и возможность их автоматизации. Связь с линией  "Моделирование и формализация" в том, что пользователь с помощью компьютера исследует модель реально существующей информационной системы, описанной  формальным языком представления информации. А линия "Информационные технологии"  связывает воедино теоретическую и практическую части различных технологий  представления и обработки информации. Главным понятием курса информатики является "информация", убеждают нас сторонники  фундаментализации школьной информатики, но этот вопрос остается открытым в научных кругах. Несомненно, все процессы, происходящие в  науке, образовании, да и в обществе в целом, связаны со словом "информация", и мы  должны об этом говорить с учащимися. Учитель может говорить о том, что вопрос об  определении информации является дискуссионным, проявления информации настолько  многогранны, что наиболее важные из них мы должны обсуждать. Нельзя оставлять в  стороне проблемы информатизации общества, связанные с этим правовые и экономические  стороны проблемы. Но эти вопросы посильны учащимся старших классов. В учебниках первого поколения понятие информации не объяснялось, оно воспринималось  как нечто очевидное. Во втором поколении учебников информатики из всех попыток сформулировать общее определение информации наиболее удачной была формулировка в учебнике В.А. Каймина, и многие учителя до сих  пор используют ее: "Информация ­ это отражение предметного мира с помощью сигналов и знаков". На сегодняшний день эту формулировку необходимо подкорректировать:  "Информация ­ это отражение многообразия окружающего мира с помощью сигналов и  знаков". Получилось некое объединение философского определения и технического. В  информатике преобладает, разумеется, не философский подход к определению  информации, а кибернетический. Методика преподавания тем данной содержательной линии Вопросы содержательной линии "Информация и информационные процессы", изучаемые в  основной школе: 1.Подходы к определению информации для различных сфер деятельности человека. 2.Свойства информации. 3.Виды информации (по способу восприятия, по форме представления, по общественному  значению). 4.Информационные процессы. Требования к знаниям и умениям учащихся по этой содержательной линии на современном этапе находятся на уровне представлений о том, что является информацией для различных областей деятельности человека, и возможности  привести примеры информационных процессов в природе, деятельности человека, технике. Содержательная линия "Информация и информационные процессы" сложна для учащихся  среднего звена, так как содержит много абстрактных понятий; чтобы в них ориентироваться, необходим хотя бы небольшой практический опыт  использования этой терминологии, поскольку изучить глубоко теоретические основы  понятий в школе невозможно. Первоначальное знакомство с теоретической составляющей  понятия "информация" происходит в 7­м классе в контексте с понятием "объект"  (например, "информация об объекте"). Учащимся необходимо объяснить, что в том случае, когда ученые не договорились о едином определении какого­либо термина, используют  понятия, объяснение смысла которых может разниться для различных областей  деятельности. В форме беседы можно попытаться найти с учащимися ответ на вопрос, что  является информацией для человека. Это поможет проанализировать смысл понятий  "сообщение", "информация", "знания", разумеется, на уровне соответствующего возраста  учащихся. Разделив эти понятия, мы получим трехкомпонентную цепочку: Мы получили субъективный подход к объяснению понятия "информация". Свойства информации выделяются учащимися из предложенных примеров. "Термометр  показал +27' на улице" ­ информация объективная, т.е. не зависит от чье­го­либо мнения. Эффективным оказывается придумывание  контрпримеров: "На улице тепло" ­ информация субъективная, зависит от индивидуальных  ощущений. Достоверной можно считать информацию из истории болезни больного,  поскольку она подтверждена лабораторными исследованиями. А рыбацкие истории ­  пример недостоверной информации. Если для нахождения площади треугольника даны его сторона и высота, проведенная к  этой стороне, то можно говорить о полноте информации для решения задачи. Контрпримером станет неполное условие к любой­ задаче. В осенний день прогноз по­годы на завтра будет считаться актуальной  информацией, а вчерашний прогноз ­ неактуальной. Воспользоваться любой информацией  мы сможем в том случае, если она для нас понятна. Далее вполне естественным будет переход к классификации информации по способу ее  восприятия человеком, предложенный в учебнике С.Бешенкова и Е.Ракитиной "Систематический курс":  визуальная;  аудильная;  тактильная;  обонятельная;  вкусовая. Тот факт, что большинство информации (85%) человек воспринимает визуально, позволит  перейти к другой классификации информации ­ по способу ее представления:  текстовая;  числовая;  графическая;  звуковая;  комбинированная. Информация необходима не только отдельному человеку, но и коллективу лю­дей и  обществу в целом, поэтому существует еще одна классификация информации ­ по общественному значению:  личная;  специальная;  массовая. Более подробный анализ видов информации по способу представления позволит сделать  вывод о том, что информация представляется с помощью сигналов и знаков. (Природа сигналов для информатики не существенна, эта  область деятельности для физиков и углубляться в этом направлении не имеет смысла.)  Можно ввести для учащихся деление сигналов на аналоговые и цифровые. Эта  классификация сигналов интересует нас с точки зрения возможности кодирования  сигналов (цветовых, звуковых) для обработки с помощью компьютера. Любые знаки составляют основу какого­либо языка представления информации. Далее  возможен переход к объяснению деления языков с точки зрения информатики на естественные и формальные. Естественные языки, т.е. языки  общения народов, имеющие устную и письменную формы, возникали в результате  исторического развития человеческого обществ;». В результате своей деятельности  человек приду­мал систему обозначений для определенной области знаний (нотная  грамота, азбука Морзе, формулы по математике, физике, химии, шифры и пр.), которые  сгруппировались в формальные языки представления информации. Деление языков на  естественные и формальные более не по происхождению, а по области использования.  Любой язык состоит из трех составляющих: набора кодов (или алфавита), синтаксиса и  семантики. Алфавитом называют набор последовательно расположенных условных обо­ значений, а в формальных языках — принятый в данной предметной области набор кодов,  синтаксисом называют правила построения информационной конструкции, а семантикой ­  смысловое содержание информационной конструкции. Информационной конструкцией  удобно называть сообщение, содержащее информацию. Классификации, которые здесь рассматриваются, небольшие, поэтому их легко изображать в виде схем. Умение составлять логические схемы понятий поможет лучше понять тему и легче ее запомнить. Что касается темы "Информационные процессы", то она настолько обширна, что в полной  мере о ее понимании можно говорить только к окончанию изучения курса информатики. Для 7­го класса достаточно умения определять  тип происходящего процесса, отработанного на всевозможных примерах. Объем знаний в  рамках предлагаемой схемы для среднего звена вполне достаточен. Многие учебники содержательную линию "Информация и информационные процессы"  начинают одинаково, с того, что понятие "информация" стало одним из фундаментальных понятий в современной науке. Наряду с понятиями  "вещество", "энергия", "пространство" и "время" оно составляет основу научной картины  мира. В форме беседы с учащимися можно выяснить, что входит в понятие «информация»  с точки зрения определенных видов деятельности человека. При объяснении полезно составлять вместе с учащимися логическую схему взаимосвязи  различных понятий (либо пользоваться готовой схемой, аналогичной приведенной ниже). При желании можно расширить предметную область. Главное, что при обсуждении от  субъективного понимания необходимо перейти к кибернетическому. Изложение этого теоретического материала в лекционной форме для семиклассников  представляет некоторую трудность, так как содержит избыточное количество незнакомых терминов (отраженное многообразие, снятая  неопределенность, кибернетика, N = 2') для этого возраста. А вот в старшей школе такая  лекция пройдет успешно, скорее, это будет не объяснение нового материала,' а  систематизация знаний, поскольку изучение видов информации по способу восприятия,  форме представления и общественному значению, а также процессов хранения, передачи и  обработки информации изучалось в среднем звене. Такие понятия, как "информационное общество", "информационная деятельность",  "управление информационными процессами", имеет смысл оставить для рас­смотрения в старшей школе. Здесь, пользуясь учебниками С.А.  Бешенкова и Е.А. Ракитиной "Систематический курс", И.Г. Семакииа и Е.К. Хеннера  "Информатика. 10­й класс", можно развернуть подробно теоретическую часть данной  содержательной линии, а также связанных с ней линий "Представление информации" и  "Моделирование и формализация". Основы системного анализа, составляющие часть линии "Моделирование и формализация", помогут анализировать системы различной природы с  точки зрения протекания в них информационных процессов и возможности их  автоматизации. Базовый курс школьной информатики   Информатика и ИКТ (информационно­коммуникационные технологии)как  самостоятельный учебный предмет представлена с 8­го класса по 1 часу в неделю и в 9­м  классе — по 2 часа в неделю. Возможно увеличение количества часов за счет регионального компонента и компонента образовательного учреждения, а также за счет  часов "Технологии", отведенных на организацию предпрофильного обучения в 9­м классе Разделы данного курса и содержательно­методические линии представлены в рисунке.     ЛИНИЯ ИНФОРМАЦИИ И ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ   Система знаний содержательной линии «Информация и информационные процессы»  представлена в виде графа на схеме 1. Данная схема объединяет в себе структуру двух содержательных линий: «Информация и  информационные процессы» и «Представление информации». Их можно рассматривать в  качестве интегрированной линии с названием «Информация». Линия информации  охватывает содержание всего базового курса, поскольку понятие информации является в  нем центральным. В любой теме курса речь идет о различных вариантах представления информации и информационных процессов. Поэтому схема 1 представляет собой  структуру наиболее общих понятий предмета. Каждое из понятий данной системы рассматривается в базовом курсе в двух аспектах:  «компьютерным» и «бескомпьютерным». Под бескомпьютерным аспектом понимается  рассмотрение информации без привязки к компьютеру, с общих позиций, по отношению к  человеку, обществу, природе. В этом аспекте изучаются такие вопросы, как: определение и измерение информации, информационные модели, информационные процессы и процессы  управления в природе и обществе. Под компьютерным аспектом понимается изучение  информационной стороны функционирования самого компьютера в рамках архитектуры  ЭВМ, а также изучение компьютерных технологий работы с информацией,  программирования. Ключевыми вопросами данной содержательной линии являются: • определение информации; • измерение информации; • хранение информации; • передача информации; • обработка информации.   1.1 Методические проблемы определения информации   1.1.1Подходы к раскрытию темы в учебной литературе То, что понятие «информация» является центральным в курсе информатики, кажется  очевидным уже хотя бы потому, что с этим термином связано название предмета. Однако  если проанализировать существующие учебники и учебные пособия, то возникает вывод,  что далеко не в каждом из них это обстоятельство находит отражение. Тому есть две  причины. Первая заключается в том, что в авторских концепциях ряда учебников на первое место  ставится отнюдь не информация. В большей степени это относится к учебникам первого  [Ершов] и второго [Гейн, Кушниренко, Каймин] поколения. В них главными понятиями и объектами изучения выступают «алгоритм» и «компьютер». Информация упоминается  лишь вскользь и в основном определяется на интуитивном уровне. Вторая причина — в объективной сложности самого понятия «информация». Это понятие  относится к числу фундаментальных в науке, носит философский характер и является  предметом постоянных научных дискуссий. {Анализ учебников 1 и 2 поколения} Для истории литературы по школьной информатике значительным событием стал выход в  1994 г. книги «Информатика. Энциклопедический словарь для начинающих». В ней  впервые было отражено все разнообразие предметной области информатики, ее научное  содержание. В статье «Информация» дано следующее определение: «Информация — это  содержание сообщения, сигнала, памяти, а также сведения, содержащиеся в сообщении,  сигнале или памяти». В этом определении  делается попытка объединить «человеческую» и «техническую» позиции по отношению к информации. В учебниках  третьего поколения следующая ситуация. В учебнике А. Г. Гейна и др. на  протяжении четырех глав (из шести) вообще обходятся без какого­либо определения  информации. В 5­й главе практически повторяется определение из книги второго  поколения. В учебнике И.Г. Семакина и др.  раскрываются два подхода к понятию информации.  Первый можно назвать субъективным подходом, при котором информация  рассматривается с точки зрения ее роли в жизни и деятельности человека. С этой позиции  информация — это знания, сведения, которыми обладает человек, которые он получает из  окружающего мира. Второй подход можно назвать кибернетическим, поскольку развитие он получил в  кибернетике. Именно этот подход позволяет создавать машины, работающие с  информацией. С этой точки зрения информация — это содержание последовательностей  символов (сигналов) из некоторого алфавита. В таком случае все виды информационных  процессов (хранение, передача, обработка) сводятся к действиям над символами, что и  происходит в технических информационных системах.   1.1.2. Методические рекомендации по изучению темы Изучаемые вопросы: • Чем является информация для человека. • Декларативные и процедурные знания (информация). • Кибернетический подход к информации. • Роль органов чувств человека в процессе восприятия им информации.   Субъективный подход. При раскрытии понятия «информация», с точки зрения  субъективного (бытового, человеческого) подхода следует отталкиваться от интуитивных  представлений об информации, имеющихся у детей. Целесообразно вести беседу в форме  Диалога, задавая ученикам вопросы, на которые они в состоянии ответить. Таким образом, учитель вместе с учениками приходит к определению: информация для  человека — это знания, которые он получает из различных источников. Далее на  многочисленных известных детям примерах следует закрепить это определение. Вопрос о классификации знаний (а стало быть, информации) очень сложный. В науке  существуют различные подходы к нему. Особенно много занимаются этим вопросом  специалисты в области искусственного интеллекта. В рамках базового курса достаточно  ограничиться делением знаний на декларативные и процедурные. Описание декларативных  знаний можно начинать со слов: «Я знаю, что...». Описание процедурных знаний — со слов:  «Я знаю, как...». Нетрудно дать примеры на оба типа знаний и предложить детям  придумать свои примеры. Учитель должен хорошо понимать пропедевтическое значение обсуждения данных  вопросов для будущего знакомства учеников с устройством и работой компьютера.   Кибернетический подход. Между информатикой и кибернетикой существует тесная связь.  Основал кибернетику в конце 1940­х гг. американский ученый Норберт Винер. Можно  сказать, что кибернетика породила современную информатику, выполнила роль одного из  ее источников. Сейчас кибернетика входит в информатику как составная часть. Кибернетику определяют как науку об общих свойствах процессов управления в живых и  неживых системах. Для описания сложных систем в кибернетике используется модель «черного ящика».  Термины «черный ящик» и «кибернетическая система» можно использовать как синонимы.  Главные характеристики «черного ящика» — это входная и выходная информация. И если  два таких черных ящика взаимодействуют между собой, то делают они это только путем  обмена информацией. Информация между кибернетическими системами передается в виде некоторых  последовательностей сигналов. Выходные сигналы одних участников обмена являются  входными для других. С точки зрения кибернетики, информацией является содержание передаваемых сигнальных последовательностей. {привести примеры} 1.2. Подходы к измерению информации   1.2..1 Подходы к раскрытию темы в учебной литературе Проблема измерения информации напрямую связана с проблемой определения  информации, поскольку сначала надо уяснить, ЧТО собираемся измерять, а потом уже —  КАК это делать какие единицы использовать. {ОБзор учебников, акцент на “ количество информации равно количеству двоичных цифр  (битов) в таком коде ”} ??????? студентам рассмотреть разные подходы. Результаты – в таблицу   1.2.2 Методические рекомендации по изучению темы   Содержательный подход к измерению информации Изучаемые вопросы: • От чего зависит информативность сообщения, принимаемого человеком. • Единица измерения информации. • Количество информации в сообщении об одном из N равновероятных событий. С позиции содержательного подхода просматривается следующая цепочка понятий:  информация — сообщение — информативность сообщения — единица измерения  информации — информационный объем сообщения. Исходная посылка: информация — это знания людей. Следующий вопрос: что такое  сообщение? Сообщение — это информационный поток, который в процессе передачи информации поступает к принимающему его субъекту. Сообщение — это и речь, которую  мы слушаем (радиосообщение, объяснение учителя), и воспринимаемые нами зрительные  образы (фильм по телевизору, сигнал светофора), и текст книги, которую мы читаем и т.д. Вопрос об информативности сообщения  обсуждается на примерах, предлагаемых  учителем и учениками. Правило: информативным назовем сообщение, которое пополняет  знания человека, т.е. несет для него информацию... Нельзя отождествлять понятия «информация» и «информативность сообщения». При объяснении этой темы можно предложить ученикам поиграть в своеобразную  викторину. Например, учитель предлагает детям перечень вопросов, на которые они молча  записывают ответы щ бумагу. Если ученик не знает ответа, он ставит знак вопроса. После  этого учитель дает правильные ответы на свои вопросы, а ученики записав ответы учителя,  отмечают, какие из них оказались для них информативными (+), какие — нет (—). При  этом для сообщений отмеченных минусом, нужно указать причину отсутствия  информации: не новое (это я знаю), непонятное. Введение понятия «информативность сообщения» является первым подходом к изучению  вопроса об измерении информации в рамках содержательной концепции. Если сообщение  неинформативно для человека, то количество информации в нем, с точки зрения этого  человека, равно нулю. Количество информации в информативном сообщении больше нуля. Для определения количества информации нужно ввести единицу измерения информации. В рамках содержательного подхода такая единица должна быть мерой пополнения знаний  субъекта; иначе можно еще сказать так: мерой уменьшения степени его незнания. Определение бита — единицы измерения информации может оказаться сложным для  понимания учениками. В этом определении содержится незнакомое детям понятие  «неопределенность знаний». Прежде всего нужно раскрыть его. Учитель должен хорошо  понимать, что речь идет об очень частном случае: о сообщении которое содержит сведения  о том, что произошло одно из конечного множества (N) возможных событий. Еще одной сложностью является понятие равновероятности. Здесь следует  воспользоваться интуитивным представлением детей, подкрепив его примерами. События  равновероятны, если ни одно из них не имеет преимущества перед другими. С этой точки  зрения выпадения орла и решки — равновероятны; выпадения каждой из шести граней  кубика — равновероятны. Полезно привести примеры и неравновероятных событий.  Например, в сообщении о погоде в зависимости от сезона сведения о том, что будет дождь  или снег могут иметь разную вероятность. Летом наиболее вероятно сообщение о дожде,  зимой — о снеге, а в переходный период (в марте или ноябре) они могут оказаться равновероятными. Понятие «более вероятное событие» можно пояснить через родственные понятия: более ожидаемое, происходящее чаще в данных условиях. В рамках базового  курса не ставится задача понимания учениками строгого определения вероятности, умения вычислять вероятность. Но представление о равновероятных и неравновероятных событиях должно быть ими получено. Ученики должны научиться приводить примеры  равновероятных и неравновероятных событий.   {Интуитивный вывод формулы подсчета количества информации «+» и « » моменты этого  подхода}   Кибернетический (алфавитный) подход к измерению информации Изучаемые вопросы: • Что такое алфавит, мощность алфавита. • Что такое информационный вес символа в алфавите. • Как измерить информационный объем текста с алфавитной точки зрения. • Что такое байт, килобайт, мегабайт, гигабайт. • Скорость информационного потока и пропускная способность канала. Рассматриваемый в этой теме подход к измерению информации является альтернативным  к содержательному подходу, обсуждавшемуся ранее. Здесь речь идет об измерении  количества информации в тексте (символьном сообщении), составленном из символов  некоторого алфавита. К содержанию текста такая мера информации отношения не имеет.  Поэтому такой подход можно назвать объективным, т. е. не зависящим от  воспринимающего его субъекта. Алфавитный подход — это единственный способ измерения информации, который может  применяться по отношению к информации, циркулирующей в информационной технике, в  компьютерах. Опорным в этой теме является понятие алфавита. Алфавит — это конечное множество  символов, используемых для представления информации. Число символов в алфавите  называется мощностью алфавита (термин взят из математической теории множеств). В  основном содержании базового курса алфавитный подход рассматривается лишь с позиции равновероятного приближения. Это значит, что допускается предположение о том, что  вероятности появления всех символов алфавита в любой позиции в тексте одинаковы.  Разумеется, это не соответствует реальности и является упрощающим предположением. {Формула Хартли Объемный подход} Минимальная мощность алфавита, пригодного для передачи информации, равна 2. Такой  алфавит называется двоичным алфавитом. Информационный вес символа в двоичном  алфавите легко определить. Поскольку 2i = 2, то i = 1 бит. Итак, один символ двоичного  алфавита несет 1 бит информации. С этим обстоятельством ученики снова встретятся,  когда будут знакомиться с алфавитом внутреннего языка компьютера — языка двоичного  кодирования. Бит — основная единица измерения информации. Кроме нее используются и другие  единицы. Следует обратить внимание учеников на то, что в любой метрической системе  существуют единицы основные (эталонные) и производные от них. Например, основная  физическая единица длины — метр. Но существуют миллиметр, сантиметр, километр.  Расстояния разного размера удобно выражать через разные единицы. Так же обстоит дело и с измерением информации. 1 бит — это исходная единица. Следующая по величине  единица — байт. Байт вводится как информационный вес символа из алфавита мощностью  256. Поскольку 256 = 28, т0 1 байт = 8 бит. Компьютер для внешнего представления текстов и другой символьной информации  использует алфавит мощностью 256 (во внутреннем предъявлении любая информация в  компьютере кодируется в двоичном алфавите). Представляя ученикам более крупные единицы: килобайт, мегабайт, гигабайт — нужно  обратить их внимание на то, что мы привыкли приставку «кило» воспринимать, как  увеличение в 1000 раз. В информатике это не так. Килобайт больше байта в 1024 раза, а  число 1024 = 210. Так же относится и «мега» по отношению к «кило» и т.д. Тем не менее  часто при приближенных вычислениях используют коэффициент 1000. ?????????? Задачи   1.3. Процесс хранения информации   Изучаемые вопросы: • Носители информации. • Виды памяти. • Хранилища информации. • Основные свойства хранилищ информации. Понятие «информационные процессы», так же как и понятие «информация», является  базовым в курсе информатики. Под информационными процессами понимаются любые  действия, выполняемые с информацией. Примеры информационных процессов, с которыми нам приходится постоянно иметь дело: получение информации из средств СМИ, обучение,  принятие управляющих решений, разработка технического проекта, документооборот на  предприятии, сдача экзаменов и многие другие. Согласно схеме 1 существуют три  основных типа информационных процессов, которые как составляющие присутствуют в  любых других более сложных процессах. Это хранение информации, передача информации  и обработка информации. Первоначально следует рассмотреть эти процессы без привязки к компьютеру, т. е. применительно к человеку. Затем, при изучении архитектуры ЭВМ,  компьютерных информационных технологий речь пойдет о реализации тех же самых  информационных процессов с помощью ЭВМ. С хранением информации связаны следующие понятия: носитель информации (память),  внутренняя память, внешняя память, хранилище информации. Носитель информации — это физическая среда, непосредственно хранящая информацию.  Основным носителем информации для человека является его собственная биологическая  память (мозг человека). Собственную память человека можно назвать оперативной  памятью. Здесь слово «оперативный» является синонимом слова «быстрый». Заученные  знания воспроизводятся человеком мгновенно. Собственную память мы еще можем назвать внутренней памятью, поскольку ее носитель — мозг — находится внутри нас. Все прочие виды носителей информации можно назвать внешними (по отношению к  человеку). Виды этих носителей менялись со временем: в древности были камень, дерево,  папирус, кожа и пр. Во II в. нашей эры в Китае была изобретена бумага. Однако до Европы  она дошла лишь в XI в. С тех пор бумага является основным внешним носителем  информации. Развитие информационной техники привело к созданию магнитных,  оптических и других современных видов носителей информации Хранилище информации — это определенным образом организованная информация на  внешних носителях, предназначенная для длительного хранения и постоянного  использования. Примерами хранилищ являются архивы документов, библиотеки,  справочники, картотеки. Основной информационной единицей хранилища является  определенный физический документ: анкета, книга, дело, досье, отчет и пр. Под организацией хранилища понимается наличие определенной структуры, т.е.  упорядоченность, классификация хранимых документов. Такая организация необходима  для удобства ведения хранилища: пополнения новыми документами, удаления ненужных,  поиска информации и пр. Знания, сохраненные в памяти человека, можно рассматривать как внутреннее хранилище  информации, однако его организацию нам понять трудно. Основное свойство человеческой  памяти — быстрота, оперативность воспроизведения хранящейся в ней информации. Но,  по сравнению с внешними хранилищами, человеческая память менее надежна. Человеку  свойственно забывать информацию. Хотя психологи утверждают, что из памяти человека  ничего не исчезает, тем не менее способность к воспроизведению некоторых знаний  довольно часто теряется человеком. Именно для более надежного хранения человек  использует внешние носители, организует хранилища. Впрочем, известен исторический  феномен в этом отношении: у народа древних инков не было письменности. Все свои  знания они хранили в собственной памяти. С нашей точки зрения в этом случае трудно  объяснить возможность достижения высокого уровня цивилизации инков. Основные свойства хранилища информации: объем хранимой информации, надежность  хранения, время доступа (т.е. время поиска нужных сведений), наличие защиты  информации. Информацию, хранимую на устройствах компьютерной памяти, принято называть данными. Для описания хранения данных в компьютере используются те же понятия: носитель,  хранилище данных, организация данных, время доступа, защита данных. Организованные  хранилища данных на устройствах внешней памяти компьютера принято называть базами и  банками данных.   1.4. Процесс обработки информации   Изучаемые вопросы: • Общая схема процесса обработки информации. • Постановка задачи обработки. • Исполнитель обработки. • Алгоритм обработки. • Типовые задачи обработки информации.   Любой вариант процесса обработки информации происходит по следующей схеме           ????????? Сделать обзор.   1.5. Процесс передачи информации   • Изучаемые вопросы: • Источник и приемник информации. • Информационные каналы. • Роль органов чувств в процессе восприятия информации человеком. • Структура технических систем связи. • Что такое кодирование и декодирование. • Понятие шума; приемы защиты от шума. • Скорость передачи информации и пропускная способность канала. Ключевыми понятиями в описании процесса передачи информации являются источник  информации, приемник информации, информационный канал. Схематично этот процесс  можно изобразить так Понятия  сообщение, канал передачи информации (информационный канал. Примеры При углубленном изучении базового курса информатики следует познакомить учеников с  основными понятиями технической теории связи. Американским ученым Клодом  Шенноном, одним из основателей теории информации, была предложена схема процесса  передачи информации по техническим каналам связи.   ??????? сам­но: кодирование, декодирование, шумы, К.Шеннон и т.д   1.6. Требования к знаниям и умениям учащихся по линии информации и информационных  процессов   Пункты, отмеченные звездочкой относятся к углубленному уровню изучения курса. Учащиеся должны знать: • определение информации в соответствии с содержательным подходом и кибернетическим (алфавитным) подходом; • что такое информационные процессы; • какие существуют носители информации; • как определяется единица измерения информации — бит; • что такое байт, килобайт, мегабайт, гигабайт; • в каких единицах измеряется скорость передачи информации; • *связь между количеством информации в сообщении о некотором событии и  вероятностью этого события (в приближении равной вероятности и в общем случае); • *схему К. Шеннона процесса передачи информации по техническим каналам связи; смысл и назначение ее отдельных элементов. Учащиеся должны уметь: • приводить примеры информации и информационных процессов из области человеческой  деятельности, живой природы и техники; • определять в конкретном процессе передачи информации источник, приемник, канал; • приводить примеры информативных и неинформативных сообщений; • приводить примеры сообщений, несущих 1 бит информации­ • измерять информационный объем текста в байтах (при использовании компьютерного  алфавита); • пересчитывать количество информации в различных единицах (битах, байтах, Кбайтах,  Мбайтах, Гбайтах); • рассчитывать скорость передачи информации по объему и времени передачи, а также  решать обратные задачи; • *вычислять количество информации в сообщении о событии с известной вероятностью (в  приближении равной вероятности и в общем случае).   Варианты учебно­методических проектов для студентов' 1. Предложить варианты опорных листов по усвоению базовых понятий учебного раздела  базового курса информатики. 2. Описать требования к программному средству учебного назначения — демонстрации  закономерностей информационных процессов в системах различной природы. 3. Разработать на основе теоретического материала учебного раздела базового курса  информатики варианты тестовых заданий для организации текущего и итогового контроля,  а также самоконтроля. 4. Предложить формы организации внеучебных занятий по ключевым вопросам учебного  раздела базового курса информатики. 5. Разработать виды и содержание учебной деятельности учащихся на уроках информатики при организации обучения в группах (на учебном материале конкретного раздела). 6. Разработать занимательные задачи по теме учебного раздела базового курса  информатики. 7. Разработать развивающие задачи по теме учебного раздела базового курса информатики. 8. Разработать задачи творческой направленности по теме учебного раздела базового курса  информатики. 9. Разработать на основе разнотипных задач, используемых в процессе изучения  конкретного раздела базового курса информатики, тестовые задания практико­ ориентированного характера. 10. Разработать компьютерные варианты учебных заданий для организации  программированного обучения конкретному разделу базового курса информатики. 11. Анализ роли стиля мышления в процессе изучения базового курса информатики (на  примере конкретного учебного раздела).     Современный этап развития школьной информатики однозначно характеризуется как этап  смены парадигм. Изжила себя идея введения основ информатики в школу как средства  обеспечения «компьютерной грамотности молодежи». Компьютерная грамотность с  позиций современного понимания целей и ценностей школьного образования уже не может  рассматриваться как приоритетная задача изучения информатики в школе. Необходимость изучения основ информатики и информационных технологий связана  прежде всего с огромным общеобразовательным потенциалом данного курса и его  методологической значимостью в плане формирования у учащихся информационно­ коммуникационных компетенций (умений сравнивать преимущества и недостатки  различных источников информации, выбирать соответствующие технологии поиска  информации, создавать и использовать должные модели и процедуры изучения и обработки информации и т.п.). Все это требует, на наш взгляд, новых подходов к преподаванию  базового курса информатики с учетом современных тенденций развития содержания и  методики его преподавания в контексте интеграции учебных дисциплин. Здесь есть определенный повод для беспокойства. Многие учителя «с чистой совестью»  фактически подменяют курс информатики изучением информационных технологий,  мотивируя прикладной значимостью последних, другие— программированием (тоже важно для подготовки учащихся в технический вуз), третьи «не успевают» познакомить учащихся с основами логики («Да и зачем?») или рассказать о компьютерных коммуникациях («А у  нас нет Интернета!») и т.п. Ситуация, разумеется, недопустимая для общеобразовательного предмета, входящего в федеральный компонент Базисного учебного плана. Какие же цели стоят сегодня перед курсом информатики, с чем сегодня учителю идти на  урок? Чтобы найти ответы на эти и другие вопросы, цели и задачи курса информатики  необходимо рассматривать в контексте общих целей и задач всей системы общего  образования, которая, в свою очередь, должна быть ориентирована на выполнение  потребностей в образовательных услугах российского общества. В программных документах последних лет, связанных с основными направлениями  модернизации образования, подчеркивается, что изучение информатики должно  способствовать процессам социализации личности, фундаментализации образования,  обеспечения возможности продолжать обучение (в рамках непрерывного открытого  образования на базе использования телекоммуникационных средств). В этой связи многие исследователи говорят о междисциплинарном, интегративном  характере информатики в современной школе[3]. Действительно, информатика все больше  выступает, наряду с математикой, в качестве интегративного начала многих  дисциплин.Интегративность курса информатики определяется фундаментальностью  самой науки информатики и интегративным характером основных объектов ее  изучения; тем, что умение работать с информацией относится к общеучебным  умениям; ролью информатики в информатизации учебного процесса. Учащимся необходимо показать мировоззренческую и методологическую значимость курса информатики, актуальность овладения средствами информационных технологий как  инструментом учебной (а затем, профессиональной) деятельности. В этом плане крайне  важна методическая подготовка педагогов, их готовность к реализации такого  интегративного курса, умения:  проводить микро­ и макроанализ учебной темы в контексте реализации внутри­ и  межпредметных связей курса информатики, ее прикладной значимости;  формировать систему средств обучения, обеспечивающую осознанное восприятие  учащимися методологической значимости курса информатики и универсальности  средств информационных технологий;  вести отбор педагогически эффективных методов и приемов для реализации  интегративного характера курса;  формировать у учащихся в процессе обучения информатике компетенции в сфере  информационно­аналитической и коммуникативной деятельности, технологические  компетенции, компетенции в сфере социальной деятельности и т.п. Интегративный характер информатики откладывает определенный отпечаток на контент  основных содержательных линий курса. Охарактеризуем основные из них. Так, реализуемый прежде всего при изучении линии информации и информационных  процессов мировоззренческий аспект предлагаемого курса информатики прежде всего  связан с формированием у школьников представлений о системно­информационном  подходе к анализу окружающего мира, о роли информации в управлении, общих  закономерностях информационных процессов в системах различной природы. Целостный процесс формирования у учащихся научного мировоззрения обеспечивается  благодаря преемственности в обучении, взаимопроникающим связям между учебными  предметами. Реализация в курсе информатики межпредметных связей позволяет увидеть  одни и те же предметы, явления или процессы с разных точек зрения, получить целостное  представление о мире, охватить все свойства и связи изучаемых объектов. Например, на  уроках информатики при ознакомлении учащихся с различными видами представления  информации, ее свойств, информационными процессами в системах различной природы у  учащихся формируются методологические идеи о единстве живой и неживой природы,  общности естественнонаучных и общественно­исторических основ взаимодействия  человека, общества и природы и т. п. При такой постановке вопроса, когда на первый план выдвигается задача освоения  современной методологии приобретения знаний о мире и о себе, информатика из  вспомогательной дисциплины («служанки» компьютера и поддержки «околокомпьютерной  деятельности человека») превращается в фундаментальную научную дисциплину. Она  формирует целостное мировоззрение, характеризующееся осознанием мира (природы и  общества) как единой системы энерго­информационных процессов. Такая мировоззренческая роль курса информатики и философская важность этой  дисциплины, ее фундаментальность для гармоничного развития школьника должна быть  осознана прежде всего педагогом. В плане самообразования учителям информатики  окажется полезной монография А.Я.Фридланда «Информатика: процессы, системы,  ресурсы»[7], в которой делается попытка анализа содержания курса информатики, исходя из базовых определений научного мировоззрения. Автором рассматриваются различные  подходы к определению  понятий информационных и информатических процессов,информационной и информ атической культуры, на основе которых определяется предметная область информатики и  информационных технологий. Говоря о методологической значимости линии формализации и моделирования,  следует отметить, что сегодня практически для каждого члена современного  информационного общества крайне важно умение строить информационные структуры  (модели) для описания объектов и систем. Важнейшим общекультурным интеллектуальным навыком является умение переводить проблемы из реальной действительности в  адекватную, оптимальную модель (информационную, математическую, физическую и т. п.), оперировать этой моделью в процессе решения задачи при помощи понятийного аппарата и средствами той науки, к которой относится построенная модель, и, наконец, правильно  интерпретировать полученные результаты. Актуальность приобретения указанных навыков объясняется прежде всего тем, что  практически во всех науках о природе и обществе построение и использование моделей—  мощное орудие познания. Реальные объекты и процессы бывают столь многогранны и  сложны, что лучшим способом их изучения часто является построение и исследование  модели, отображающей лишь какую­то грань реальности и потому многократно более  простую, чем эта реальность. Многовековой опыт развития науки доказал на практике  плодотворность такого подхода. И поэтому «современный этап развития образования, в  частности общего среднего образования, характеризуется повышенным вниманием к  понятию модели и методологии моделирования применительно к различным областям  знания. Примером этому может служить включение понятия «модель» в содержание  образовательной области «Физика», «Математика», «Химия» и др. Общие идеи  моделирования как универсального подхода к изучению сложных объектов используются  практически во всех учебных курсах»[2]. Одной из причин этого является повышение  уровня абстрактности знаний, получаемых в процессе обучения. Значимость курса информатики в плане освоения учащимися моделирования как метода  научного познания детально анализируется в методическом пособии С.Бешенкова и  Е.Ракитиной «Моделирование и формализация»[2]. По мнению авторов, курс  информатики в наибольшей степени (по сравнению с другими учебными предметами,  оперирующими понятием модели) «способствует приведению в систему знаний учащихся о моделях и осознанному применению информационного моделирования в своей учебной  (уже в среднем звене начинается активное применение информационных моделей как  средства обучения и инструмента познания практически на всех предметах), а затем и  практической деятельности. Построение моделей на уроках математики, физики, химии,  биологии и пр. должно быть подкреплено изучением на уроках информатики вопросов, связанных с этапами построения модели, анализом ее свойств, проверкой адекватности  модели объекту и цели моделирования, выяснением влияния выбора языка моделирования  на то, какую информацию об объекте мы можем получить, изучая его модель и т.п.»[2]. Причем, в педагогике моделирование должно рассматриваться в трех аспектах[2]:  как средство обучения, поскольку большая часть учебной информации поступает к  обучаемому в виде учебных моделей самого разнообразного вида;  как инструмент познания, поскольку любая познавательная деятельность связана с  построением моделей объекта изучения;  как объект изучения, поскольку любая модель может рассматриваться как новый  конструктивный объект. В преподавании информатики «моделирование должно рассматриваться и использоваться  во всех названных аспектах, поскольку одна из задач информатики— научить учащихся  работать с информацией, но это невозможно сделать, не научив их «работать» с  информационными моделями»[2]. Методическое пособие[2] будет полезно учителям информатики в плане содержательной и  методической проработки вопросов, связанных с изучением линии формализации и  моделирования в базовом курсе информатики, анализа многочисленных примеров моделей  из различных предметных областей, представленных в виде формул, графиков, таблиц,  схем, алгоритмов, что, по нашему мнению, достаточно важно в контексте реализации  методологической значимости курса информатики и его интегративного характера. Содержание алгоритмической линии курса информатики также должно отражать как  общеобразовательные цели и задачи, так и прагматические. Говоря о значимости этой  содержательной линии, нельзя не учитывать тот факт, что алгоритмы буквально  «пронизывают» содержание школьных предметов: формулирование, изучение  и  применение алгоритмов составляют существенный компонент содержания школьного  обучения. В подавляющем большинстве случаев результат деятельности ученика зависит от того, насколько четко он чувствует алгоритмическую сущность своих действий: что делать в каждый момент, в какой последовательности, каким должен быть итог действий и т. п.  Все это определяет особый аспект культуры его мышления и поведения,  характеризующийся умением составлять и использовать различные алгоритмы на любых  предметных уроках, не ограничиваясь рамками курса  информатики. Причем,  формирование алгоритмической культуры мышления школьника  во многом зависит от уровня профессионализма педагога, умений введения ученика в алгоритмическую природу  понятий. Очень полезными в плане самообразования учителя информатики, осознания  теоретической и практической значимости алгоритмической линии могут стать уже  названная монография А.Я.Фридланда и учебное пособие Б.Е.Стариченко  «Теоретические основы информатики» [6]. Глубокий анализ различных методик  изучения алгоритмизации в школьных учебниках дается в работе под общей  редакцией М.П.Лапчика «Методика преподавания информатики»[5]. Естественным продолжением алгоритмических моделей являются программные модели.  Говоря о целесообразности изучения основ программирования в школьном курсе  информатике, многие высказывают тезис, что в современных условиях развитого  прикладного программного обеспечения изучение этого раздела потеряло свою  актуальность. Конечно, овладение приемами и техникой программирования не может быть  задачей общеобразовательной школы. При этом изучение основ программирования связано  с целым рядом умений и навыков (организация деятельности, ее планирование и т.д.),  которые по праву носят общеинтеллектуальный характер и формирование которых— одна  из задач современной школы. Потому не использовать действительно большие возможности программирования для развития мышления школьников, формирование многих приемов  умственной деятельности было бы, наверное, неправильно. Программирование создает естественное поле деятельности, в котором учащиеся могут  активно работать с алгоритмами. Поэтому естественно встает вопрос: «Как надо  преподавать вопросы программирования, проводить изучение конкретного языка  программирования, чтобы создались предпосылки для формирования алгоритмической  культуры мышления?». Существуют два методических подхода к изучению линии алгоритмизации и  программирования[5]:  сначала рассматриваются всевозможные алгоритмы, для описания которых  используются блок­схемы, а затем— правила языка программирования, способы  перевода уже построенных алгоритмов в программу на этом языке;  алгоритмизация и язык программирования осваиваются параллельно. Опыт показывает, что «теоретическое изучение алгоритмизации и программирования,  оторванное от практики, малоэффективно. Желательно, чтобы ученики как можно раньше  получили возможность проверять правильность своих алгоритмов, работая на компьютере»[5]. Этап программирования с последующим получением результата на  компьютере должен выступать для учащихся как контрольно­оценочный аспект  деятельности по формированию алгоритмической культуры. Поэтому метод  последовательного изучения алгоритмизации и программирования приемлем лишь в  «безмашинном» варианте преподавания курса информатики. Но даже при использовании компьютера, на первом этапе рекомендуется не отказываться  от ручной трассировки алгоритма. “тот прием помогает «почувствовать» процесс  исполнения, увидеть свои ошибки, допущенные в алгоритме. Поскольку в базовом курсе ставится лишь «цель первоначального знакомства с  программированием, то строгого описания языка программирования не требуется.  Основной используемый метод— демонстрация языка на примерах простых программ с  краткими комментариями. Некоторые понятия достаточно воспринять ученикам на  «интуитивном» уровне. Для выполнения учениками несложных самостоятельных заданий  достаточно действовать методом «по образцу»[5]. Обучение программированию должно проводиться на примерах типовых задач с  последующим усложнением структуры алгоритмов. По признаку алгоритмической  структуры их можно классифицировать так:  линейные алгоритмы: вычисления по формулам, всевозможные пересылки значений  переменных;  ветвящиеся алгоритмы: поиск наибольшего или наименьшего значений из нескольких  данных; сортировка двух­трех значений; диалог с ветвлениями;  циклические алгоритмы: вычисление сумм и произведений числовых  последовательностей, циклический ввод данных с последовательной обработкой. Одной из наиболее заметных тенденций в развитии школьного курса информатики  является увеличение места информационных технологий в ее содержании. В  обязательном минимуме содержания школьной информатики в числе изучаемых  прикладных средств компьютерных информационных технологий перечислены: текстовые  и графические редакторы, базы данных, электронные таблицы, средства компьютерных  телекоммуникаций, технологии мультимедиа. Указанные средства относят к прикладному  программному обеспечению общего назначения, владение которыми на сегодняшний день  определяет общий уровень информационной культуры человека независимо от  направления его профессиональной деятельности. На первый план, как считает руководитель лаборатории теории и методики обучения  информатики ИОСО РАО, д.п.н. С.А.Бешенков, должна выходить «подготовка не  технолога­исполнителя, умеющего действовать по заранее заданным технологиям, а  аналитика­технолога, умеющего создавать технологии, приспосабливать их к новым  условиям…»[1]. По его мнению, основы информатики в ее мировоззренческом понимании,  и информационные технологии являются двумя сторонами единого целого, содержание  которого может быть охвачено предметом «Основы информатики и информационных  технологий». В курсе информатики в любой технологической теме должны найти место элементы  фундаментального образования: вопросы представления информации и  информационных процессов, вопросы постановки и решения прикладных задач данными  технологическими средствами. Само изучение средств информационных технологий не  должно быть самоцелью, к ним надо относиться как к инструментальным средствам для  определенных видов информационной деятельности человека. К сожалению, еще часто бывает так, что учитель не задумывается о содержательном  наполнении практических заданий, уделяя большую часть времени отработке  технологических навыков. Хотя, изучая табличный процессор, можно решать задачи  целочисленной арифметики, строить графики функций и закономерностей, решать  уравнения, выполнять приближенные вычисления, моделировать физические процессы и  т.п. Осваивая сервисы и службы Интернет, учащиеся могут узнавать интересные факты из  истории Отечества, знакомиться с мнением литературных критиков, узнавать о последних  научных достижениях и т.п.; обрабатывать и систематизировать найденную информацию.  Изучая базы данных, можно формировать навыки классификации  и структурирования  информации на основе характеристических свойств географических, социальных,  физических и т.п. объектов. Этот список можно продолжать. При этом интегративный  характер курса реализуется в рамках требований обязательного минимума  содержания среднего (полного) общего образования. Говоря о формах проведения занятий по информатике, следует отметить, что все большее  распространение получает метод проектов и кооперированная деятельность учащихсяи связанные с этими подходами методы обучения: исследовательский, поисковый, метод  мозговой атаки, сбор и обработка данных, анализ справочных и литературных источников,  эксперимент и опытная работа, анализ и обобщение. В контексте рассматриваемой проблемы, следует отметить, что метод проектов  предполагает организацию деятельности учащихся по решению значимой в  исследовательском, творческом плане проблеме, требующей, как правило, интегрированногознания, исследовательского поиска для ее решения. И в этом  плане оспорить методологическую значимость информационных технологий достаточно  сложно. Заметим, что многие преподаватели уже накопили в этом направлении колоссальный опыт,  необходимо его обобщить и распространить. Требуется коллективное решение указанной  проблемы. И если информатика, как наука, уже начинает приобретать определенные  очертания, то становление методики преподавания информатики еще впереди. И в  становлении этой науки свое слово должны сказать и учителя­практики. Литература: 1. Бешенков С.А. Школьное образование: информатика и информационные  технологии.//Информатика и образование.— 2000.— №7.— С.7­9. 2. Бешенков С.А., Ракитина Е.А. Моделирование и формализация.М.: Лаборатория  Базовых знаний, 2002.— 336с. 3. Кузнецов А.А., Бешенков С.А., Ракитина Е.А. Современный курс информатики: от  элементов к системе. //Информатика и образование.— 2004.— №1.— С.2­9. 4. Кузнецов А.А., Бешенков С.А., Ракитина Е.А. Современный курс информатики: от  концепции к содержанию. //Информатика и образование.—2004.— №2.— С.2­7. 5. Лапчик М.П., Семакин И.Г., Хеннер Е.К. Методика преподавания информатики.  Учебное пособие для студ. пед. вузов.— М.: Издательский центр «Академия», 2001. — 624с. 6. Стариченко Б.Е. Теоретические основы информатики.—М.:Горячая линия— Телеком, 2003.— 312с. 7. Фридланд А.Я. Информатика: процессы, системы, ресурсы.— М.:БИНОМ.  Лаборатория знаний, 2003.— 232с.