Методическая разработка урока информатики в 10 классе "Передача информации"

Урок 5. Передача информации. Диаграмма Гантта

Цель урока: расширить представления учащихся об информационных процессах; рассмотреть примеры передачи информации в деятельности человека, в живой природе, обществе, технике; рассмотреть схему передачи информации; развивать аналитические умения, внимание и логическое мышление, познавательный интерес к предмету, умение анализировать жизненные ситуации; развивать у обучающихся ответственность при работе в коллективе; формировать познавательную активность; способствовать воспитанию у обучающихся ответственности, взаимопонимания, взаимоуважения, взаимопомощи и поддержки, самостоятельность и аккуратность в работе.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Планируемые образовательные результаты:

·        предметные: понимание сущности процессов передачи информации; наличие представлений о схеме передачи информации по техническим каналам; умение вычислять объём переданной информации по известным скорости и времени её передачи;

·        метапредметные: способность выходить за рамки учебного предмета и осуществлять целенаправленный поиск возможностей для широкого переноса средств и способов действия;

·        личностные: российская идентичность, способность к осознанию российской идентичности в поликультурном социуме, чувство причастности к историко-культурной общности российского народа и судьбе России, патриотизм; наличие мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки, значимости науки, готовность к научно-техническому творчеству, владение достоверной информацией о передовых достижениях и открытиях мировой и отечественной науки, заинтересованность в научных знаниях об устройстве мира и общества.

Решаемые учебные задачи:

1) расширить и систематизировать представления учащихся о процессе передачи информации;

2) ввести понятие избыточного кодирования;

3) научить решать задачи, связанные с передачей информации по каналам связи;

Основные понятия: передача информации, средства связи, источник информации, приёмник информации, канал связи, помехи, избыточность кода, пропускная способность.

Электронное приложение к учебнику:

·        презентация «Передача информации»;

·        онлайн-тест «Передача информации».

Дополнительные интернет-ресурсы:

·        РЭШ(https://resh.edu.ru). Урок 4. Обработка информации. Передача и хранение информации.

Дополнительные печатные материалы:

·        Информатика. 10 класс.Базовый уровень. Самостоятельные и контрольные работы / Л. Л. Босова, А. Ю. Босова, А. А. Лобанов, Т.Ю.Лобанова. –М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2019.

Ход урока:

I. Организационный момент

   Здравствуйте, ребята. Я очень рада вас видеть. Сегодня мы продолжим изучение главы «Информация и информационные процессы».

II. Актуализация знаний

Опрос учеников по вопросам №1–4, 6–10, 12 к § 4.

Из базового курса вам известно:

   Передача информации происходит от источника к получателю (приемнику) информации. Источником информации может быть любой объект или явление живой или неживой природы. Процесс передачи информации протекает в некоторой материальной среде, разделяющей источника и получателя информации, которая называется каналом передачи информации. Информация передается через канал в форме некоторой последовательности сигналов, символов, знаков, которые называются сообщением.

   Получатель информации — это объект, принимающий сообщение, в результате чего происходят определенные изменения его состояния. Все сказанное выше схематически изображено на рисунке (слайд). Человек получает информацию от всего, что его окружает, посредством органов чувств: слуха, зрения, обоняния, осязания, вкуса. Наибольший объем информации человек получает через слух и зрение. На слух воспринимаются звуковые сообщения — акустические сигналы в сплошной среде (чаще всего — в воздухе). Зрение воспринимает световые сигналы, переносящие изображение объектов.

   Информационный канал может иметь либо естественную природу (атмосферный воздух, через который переносятся звуковые волны, солнечный свет, отраженный от наблюдаемых объектов), либо быть искусственно созданным (технические средства связи).

  Итак, тема нашего урока «Передача информации» (слайд).

III. Изучение нового материала

   Рассмотрим более подробно технические системы передачи информации, в которых для передачи информации используются технические средства связи (телефон, радио, телевидение и Интернет). (Учащиеся вспоминают, с какими открытиями и изобретениями в области передачи информации связаны имена А. Попова, А. Белла, Г. Герца, Г. Маркони).

   На слайде представлена схема передачи информации, предложенная Клодом Шенноном.

- Поясните схему на примере разговора двух человек возле Ниагарского водопада. (Источником и приёмником информации являются два собеседника. Помехами в данной ситуации могут быть шум самого водопада и другие посторонние звуки. Но так как при разговоре могут использоваться и жесты, то к помехам следует отнести и возможно неблагоприятное освещение. Для уменьшения потери информации при передаче (защите информации) сокращают расстояние между говорящими (источником и приёмником). Звуковую информацию дополняют жестами и, возможно, письменной информацией, добавляя тем самым ещё один канал связи. Это интересно: туристы возле водопада просто молчат, так как шум такой, что звук разговора не может быть услышан. Для сравнения: шум от Ниагарского водопада —90 дБ, а звук от разговора —от 20 дБ(едва слышный шёпот) до 70 дБ(громкий разговор) или 85 дБ(громкий крик)).

- Что вы понимаете под шумом и защитой графической информации?

(Шумом для графической информации может служить недостаточное или избыточное освещение. Например, вспомните, как вы смотрите на экран телефона или планшета при ярком солнце. Также шумом могут быть дополнительные пометки на изображении или стёртая информация, и всё, что мешает нормальному восприятию (неудобный угол зрения и т.д.)).

   В современных технических системах связи защита от шума осуществляется по двум направлениям:

1.     Устранение технических помех, связанных с плохим качеством линий связи, незащищённостью друг от друга различных потоков информации, передаваемых по одним и тем же каналам. для устранения таких помех используют экранированные кабели, применяют различные фильтры и т.д.

2.     Избыточное кодирование самого передаваемого сообщения, позволяющее компенсировать потерю какой-то части передаваемой по линиям связи информации (слайд).

Избыточность кода – это многократное повторение передаваемых данных.

   Большой вклад в научную теорию связи внес известный советский ученый Владимир Александрович Котельников. В 1940-1950-х годах им получены фундаментальные научные результаты по проблеме помехоустойчивости систем передачи информации (сообщение ученика).

Важной характеристикой технических каналов передачи информации является их пропускная способность – максимальная скорость передачи информации.

Современные технические каналы характеризуют:

•      высокая пропускная способность

•      надёжность

•      помехозащищённость

•      универсальность

IV. Практическая часть

Объём переданной информации I вычисляется по формуле:

I = v ・ t,

где v – пропускная способность канала (в битах в секунду), t – время передачи.

Пример решения задачи с помощью диаграммы Гантта.

Задача: У Толи есть доступ к сети Интернет по высокоскоростному одностороннему радиоканалу, обеспечивающему скорость получения информации 2²⁰ бит/с. У Миши нет скоростного доступа в Интернет, но есть возможность получать информацию от Толи по низкоскоростному телефонному каналу со средней скоростью 2¹³ бит/с. Миша договорился с Толей, что тот будет скачивать для него данные объемом 5 Мбайт по высокоскоростному каналу и ретранслировать их Мише по низкоскоростному каналу. Компьютер Толи может начать ретрансляцию данных не раньше, чем им будут получены первые 0,5 Мбайт этих данных. Каков минимально возможный промежуток времени (в секундах) с момента начала скачивания данных Толей до полного их получения Мишей?

V. Закрепление изученного

Выполнение онлайн-теста:

VI. Итоги урока

Наш урок подошел к концу. Что нового вы сегодня узнали на уроке и чему научились?

VII. Домашнее задание: § 5, вопросы и задания №1–4, 6–8, 12–15 к параграфу.