ПРОЕКТ. ІНФОРМАТИКА Навчальна програма для 5-9 класів загальноосвітніх навчальних закладів

Transcription

1 ПРОЕКТ ІНФОРМАТИКА Навчальна програма для 5-9 класів загальноосвітніх навчальних закладів Метою реалізації загальноосвітньої програми є забезпечення запланованих освітніх результатів, до яких можна віднести результати трьох рівнів: особистісні, метапредметні та предметні. Тому програма з інформатики має бути націленою на досягнення усіх трьох рівнів. При цьому, в силу специфіки та назви предмета, особисте місце в програмі повинне займати здобуття учнями інформаційної та комунікаційної компетентностей. Ці компетентності дозволять учням розв'язувати різноманітні задачі, пов'язані з обробкою інформації та комунікацією із застосуванням ІКТ та доступних інформаційних джерел, а також правильно моделювати свою поведінку в сучасному інформаційному просторі. З точки зору досягнення результатів навчання, найбільш цінними є такі компетентності: Основи логічної та алгоритмічної компетентності, зокрема, оволодіння основами логічного і алгоритмічно мислення, вміння діяти у відповідності з алгоритмом, а також самостійно розробляти і реалізовувати найпростіші алгоритми. Основи інформаційної грамотності, зокрема, оволодіння способами та прийомами пошуку, отримання, представлення інформації, а також вміння опрацьовувати інформацію, представлену у різних видах: текст, таблиця, діаграма, послідовність, сукупність. Основи ІКТ-кваліфікації, зокрема оволодіння основами використання засобів ІКТ для розв язання інформаційних задач. Основи комунікаційної компетентності. Сюди ж можна віднести аспекти язикової компетентності, які пов'язані з оволодінням системою інформаційних понять, використанням мови для прийому і передачі інформації. У відповідності до основних цілей та задач вивчення інформатики повинен форматуватися й зміст цього курсу. У ньому умовно можна виділити такі змістовні лінії: Основні інформаційні об'єкти та структури. Усі поняття, що вводяться мають метапредметний характер і знаходять відображення в усіх навчальних дисциплінах. До таких понять відносяться: атомарний об'єкт, скінченна послідовність, скінченна мультимножина, дерево, граф, таблиця, гра. Основні інформаційні дії та процеси. Ці дії та процеси мають метапредметний характер і виконуються учнями у різних навчальних дисциплінах, а також при рішенні практичних задач. До таких дій можна віднести: пошук об'єкта за описом, побудова об'єкта за описом, пошук відповідності між об'єктами сполучення об'єктів у пари, групування та впорядкування об'єктів, лінійний та бінарний пошук, виконання інструкцій (в тому числі програми або алгоритму). Основні інформаційні методи. До методів можна віднести: метод перебору (повного або систематичного), метод проб і помилок, метод розбиття задачі на підзадачі. Радіально-концентрична структура програми курсу інформатики повинна будуватися саме на цих змістовних лініях. Усі поняття курсу треба вводити на наочних і доступних дітям графічних і тілесних прикладах з урахуванням вікових особливостей учнів. При такому підході зміст усіх понять розкривається в ході рішення дитиною великої кількості задач, практична діяльність з об'єктами завжди передує узагальненню у вигляді словесних формулювань.

2 Розподіл навчальних годин на вивчення розділів програми Класи і кількість годин Назва розділу розділу кл кл кл кл кл Всього 1 Базові (атомарні) об'єкти та їх властивості Алгебра логіки та логічні основи комп'ютера Скінченна послідовність Скінченна мультимножина Таблиці Алгоритми Дерева та графи Ігри з повною інформацією та ігри на графах Математичне представлення інформації Резерв Всього ПЕРЕДБАЧУВАНІ РЕЗУЛЬТАТИ НАВЧАННЯ Базові (атомарні) об'єкти та їх властивості мають уявлення о властивостях базових об'єктів; вміють здійснювати пошук однакових об'єктів; вміють будувати сукупність заданої потужності; вміють виконувати усі допустимі дії з базовими об'єктами; вміють перевіряти перебором виконання заданої умови для об'єктів сукупності. Логічні значення тверджень розуміють відмінності логічних значень: істинно, помилково, невідомо; вміють визначати значення істинності тверджень для заданого об'єкта; вміють виділяти об'єкт, відповідний даним значенням істинності декількох тверджень; вміють будувати об'єкт, відповідний даним значенням істинності декількох тверджень; вміють аналізувати текст математичного змісту; вміють аналізувати з логічної точки зору учбові тексти; мають уявлення про доведення та спростування тверджень; вміють доказувати загальні твердження та скінченній множині методом перебору; вміють доказувати загальні твердження та нескінченній множині; мають уявлення про таблиці істинності та вміють будувати такі таблиці для системи тверджень; знають основні логічні операції та пріоритет їх виконання; вміють обчислювати значення виразів з логічними операціями як для тверджень, так і для чисел та символів; мають уявлення про алгоритмічну структуру вибору. Скінченна послідовність знають поняття загального і часткового порядку об'єктів у послідовності; мають уявлення о довжині послідовності та о послідовності послідовностей; мають уявлення о індуктивній побудові послідовності; мають уявлення о процесі шифрування та дешифрування скінченних послідовностей; вміють будувати та добудовувати послідовність за системою умов; вміють перевіряти за допомогою перебору виконання заданої умови для сукупності

3 послідовностей; вміють виділяти однакові та різні підпослідовності із набору; вміють виконувати операцію склеювання послідовностей; вміють будувати послідовність по заданому індуктивному опису; вміють будувати послідовність по заданій множині та її властивостям; вміють шифрувати та дешифрувати слова з опорою на таблицю шифрування; Скінченна мультимножина мають уявлення о скінченній мультимножині як невпорядкованій сукупності елементів; знають основні поняття, щодо структури мультимножини; мають уявлення о класифікації об'єктів; вміють організовувати повний перебір об'єктів; вміють будувати та добудовувати мультимножину за системою умов; вміють перевіряти перебором виконання заданих умов для сукупності множин; вміють виділяти із сукупності одинакові та різні множини; вміють використовувати та будувати одновимірні та двовимірні таблиці для множин; вміють виконувати операцію склеювання множин; вміють сортувати об'єкти по заданим критеріям; Таблиці мають уявлення про одномірні та двовимірні таблиці; розуміють поняття індекс та індексування у таблицях; вміють заповнювати таблицю даними; мають уявлення про діаграми та вміють по заданій таблиці будувати стовпчасті та кругові діаграми; вміють здійснювати пошук у таблиці; вміють сортувати данні у таблиці. Алгоритми знають команди виконавця та (або) алгоритмічної мови програмування; мають уявлення та вміють використовувати конструкціями повторення та розгалуження; мають уявлення о послідовності виконання програми; мають уявлення о дереві виконання програм; вміють планувати послідовність дій; знають та вміють використовувати базові алгоритмічні структури; знають та вміють використовувати базові типи та структури даних; знають та вміють реалізовувати алгоритми обчислення НСД та НСК, алгоритми перевірки числа на простоту, алгоритми переводу у різні системи числення, тощо; знають та вміють реалізовувати алгоритми обчислювальної геометрії на площині; знають та вміють реалізовувати алгоритми сортування та пошуку; знають та вміють реалізовувати прості алгоритми на графах та деревах. Дерева та графи мають уявлення о дереві; розуміють відмінність дерева від послідовності та множини; мають уявлення о структурі дерева (графа); знають алгоритми побудови множини усіх шляхів в дереві (графі);

4 вміють оперувати поняттями, щодо структури дерева (графа): попередня / наступна вершини, коренева вершина, лист дерева, рівень вершин дерева, путь дерева (графа); вміють будувати дерева (графи) за інструкцією та описом; вміють використовувати дерева для класифікації, вибору дій, опису споріднених задач; вміють будувати множину усіх шляхів у дереві (графі), будувати дерево (граф) за множиною усіх його шляхів та додатковим умовам; вміють будувати дерево перебору; вміють будувати дерево обчислення арифметичного виразу та обчислювати значення виразу за допомогою дерева; Ігри з повною інформацією та ігри на графах мають уявлення про ігри з повною інформацією; знають приклади ігор з повною інформацією, знають правила цих ігор; розуміють та складають опис правил гри; розуміють правила побудови дерева гри; знають визначення виграшної та програшної позицій; мають уявлення про виграшну стратегію; вміють оперувати поняттями щодо опису ігор з повною інформацією: правила гри, позиція гри, хід гри, тощо; вміють будувати множину позицій партії гри з повною інформацією; вміють грати та реалізовувати нескладні ігри з повною інформацією, дотримуватись правил гри, розуміти результат гри; вміють проводити міні-турніри, заповнювати таблицю турніру; вміють будувати дерево гри або фрагмент (гілку) дерева гри з невеликою кількістю варіантів позицій; вміють описувати виграшну стратегію для різних варіантів ігор. Математичне представлення інформації мають уявлення про системи числення; вміють переводити числа із десяткової системи числення у двійкову та навпаки; вміють виконувати арифметичні дії у двійковій системі числення; розуміють поняття інформація та знають одиниці виміру інформації; розуміють, як представляється різноманітна інформація в обчислювальній системі;

5 Зміст навчального матеріалу 5 клас 35 годин (1 година на тиждень) На вивчення кожної теми відводиться одна чверть. В кінці кожної чверті контрольна робота. Вибір програмного забезпечення для підтримки курсу здійснює вчитель. Назви уроків та коментарі до них мають суто рекомендаційний характер. Резерв часу (2-3 години) можна використати для проведення нестандартних уроків, презентацій, семінарів, тощо. Кількість годин Резерв 35 Усього Зміст навчального матеріалу Правила техніки безпеки при роботі в комп'ютерному класі. Знайомство з системним середовищем. Вправи по релаксації під час роботи. ТЕМА 1. Базові (атомарні) об'єкти та їх властивості. Цифри та числа. Арифметичні операції. Символи та слова. Базові геометричні об'єкти. Фізика та інформатика. ТЕМА 2. Поняття інформації. Математичне представлення інформації. Двійкова система числення. Поняття інформації. Одиниці вимірювання інформації. Представлення числової інформації. Представлення символьної інформації. Представлення графічної інформації. Представлення мультимедійної інформації. Введення та збереження інформації. Файли. ТЕМА 3. Алгоритми. Поняття алгоритму. Типи алгоритмів та їх властивості. Запис алгоритмів. Лінійна алгоритмічна структура. Алгоритми побудови базових геометричних об'єктів. Алгоритми побудови фігур із базових геометричних об'єктів. Лінійна алгоритмічна структура для обробки числової інформації. Формули. Лінійна алгоритмічна структура для обробки символьної інформації. ТЕМА 4. Логічні значення тверджень. Поняття твердження. Хибні та істинні твердження. Кодування значень тверджень. Доведення та спростування загальних тверджень. Логічні операції. Пріоритет операцій. Таблиці істинності. Поняття про алгоритмічну структуру вибору. ПРИБЛИЗНЕ КАЛЕНДАРНЕ ПЛАНУВАННЯ КУРСУ. Урок 1. Правила техніки безпеки при роботі в комп'ютерному класі. Знайомство з системним середовищем. Вправи по релаксації під час роботи. Цей урок традиційно присвячений первинному інструктажу з техніки безпеки і заповненню відповідного журналу. Урок можна провести у вигляді презентації. Основні положення безпечної роботи повинні сформулювати учні. На уроці дітей слід познайомити з системним середовищем, яке буде використовуватись на уроках: операційна система, середовище виконавця або середовище програмування, текстові та графічні редактори, тощо. Особливу увагу слід уділити вправам по релаксації під час роботи. ТЕМА 1. Базові (атомарні) об'єкти та їх властивості. Урок 2. Цифри та числа. Арифметичні операції. На цьому уроці учні пригадують та закріплюють знання, отримані у початковій школі: десяткова система числення, цифри у десятковій системі числення, утворення чисел із цифр, парні та непарні числа, подільність, арифметичні операції, тощо. Також слід розібрати, як набирати цифри та числа (цілі та десяткові дробі) на клавіатурі, правила запису арифметичних операцій та їх пріоритет, цілу частину та остачу від ділення. Практичну (комп'ютерну) частину уроку можна провести з використанням середовища виконавця або середовища програмування, текстового редактору, додатку калькулятор, клавіатурного тренажеру. Урок 3. Символи та слова. На цьому уроці учні пригадують та закріплюють знання, отримані у початковій школі: алфавіти, утворення слів, порядкові чисельники, поняття наступний, попередній, кожний другий, усі крім, найбільший, найменший, тощо. Також слід розібрати правила набору тексту, вставка та заміна тексту, виділення, копіювання

6 та переміщення тексту, пошук та пошук з заміною. Практичну (комп'ютерну) частину уроку можна провести з використанням середовища виконавця або середовища програмування, текстового редактору, клавіатурного тренажеру. Урок 4. Базові геометричні об'єкти. Із базових геометричних об'єктів можна розглянути: точки, точки на прямій та площині (координати), відрізки (їх вимірювання, одиниці довжини), прямокутники (їх вимірювання, одиниці площі), кути (їх вимірювання), трикутники, тощо. Практичну (комп'ютерну) частину уроку можна провести з використанням середовища виконавця або середовища програмування, графічного редактору. Урок 5. Фізика та інформатика. Фізика природнича наука. В її основі лежить експериментальне дослідження явищ природи, а її задача формулювання законів, якими пояснюються ці явища. Фізика фундамент техніки. Ця теза, особливо в наші часи революції високих технологій, не потребує якихось особливих обґрунтувань чи пояснень. Цей урок можна зробити дуже цікавим, якщо запропонувати учням самостійно підготувати невелику доповідь. Урок 6. Підсумковий урок з теми. Контрольна робота 1. Підсумувати та узагальнити знання по темі можна за допомогою введення поняття онтологія. Хоча термін «онтологія» споконвічно філософський, в інформатиці він набув самостійного значення. Тут є дві істотні відмінності: онтологія в інформатиці повинна мати формат, який комп'ютер зможе легко обробити; інформаційні онтології створюються завжди з конкретними цілями рішення конструкторських задач, вони оцінюються більше з погляду застосовності, ніж повноти. Контрольну роботу можна провести з використанням середовища виконавця або середовища програмування, графічного редактору, текстового редактору. Не виключається можливість проведення контрольної роботи у письмовому вигляді, або розробка тестових завдань. ТЕМА 2. Поняття інформації. Математичне представлення інформації. Урок 7. Двійкова система числення. На цьому уроці треба розібрати та відпрацювати алгоритми переведення із десяткової системи числення у двійкову та навпаки; алгоритми виконання елементарних арифметичних операцій у двійковій системі числення. Практичну (комп'ютерну) частину уроку можна провести з використанням середовища виконавця або середовища програмування, текстового редактору, додатку калькулятор. Урок 8. Поняття інформації. Одиниці вимірювання інформації. Почати урок можна з постановки проблемних питань що таке інформація? та як її вимірювати?. При розгляді одиниць вимірювання інформації слід звернути увагу на двійкові та десяткові префікси похідних одиниць, а також на зв'язок з системами числення. Дуже часто у учнів формується невірне уявлення: ніби то один байт це вісім біт. Однак в історії комп'ютерів відомі рішення з іншим розміром байту, наприклад шість біт. Тому слід звернути увагу, на те, що у більшості обчислювальних архітектур байт це мінімальна неподільна одиниця виміру інформації, а іноді для однозначного визначення 8-бітного слова використовується термін октет. Також на цьому уроці можна обговорити пристрої збереження інформації, їх сучасні параметри та історію розвитку. Урок 9. Представлення числової інформації. В цьому уроці повинні бути явні посилання на уроки 2 та 7. Для представлення чисел слід розглянути прямий, обернений та доповняльний код. Матеріал доволі складний, тому потрібні ретельно продумані практичні завдання та якомога більше посилань на цей матеріал у подальшому вивченні курсу. Урок 10. Представлення символьної інформації. Почати урок можна з проблемного питання: ми знаємо, як представляється та зберігається число у пам'яті комп'ютера, а як представити та зберегти символ (букву)?. Мається на увазі, що учні повинні самостійно вийти на поняття кодування символів, тобто зіставлення символів та чисел. Вперше учні також зіткнуться з базовим поняттям таблиця. Для практичної частини уроку можна розробити багато цікавих завдань з кодування інформації по заданим таблицям, ребуси, шифровки, тощо. Урок 11. Представлення графічної інформації. З появою цифрової фототехніки слово мегапіксель знають усі, але розуміють у більшості так: чим більше тим краще. Настав час пояснити, що таке піксель, як він кодується, як працює монітор, як працює цифровий фотоапарат, що таке розподільна здатність, тощо. Також можна розібрати восьмирічну та шістнадцятирічну системи числення. Практичну (комп'ютерну) частину уроку можна провести з використанням середовища виконавця або середовища програмування, засобів операційної системи, графічного редактору. Урок 12. Представлення мультимедійної інформації. Цей урок можна проводити як за класичною схемою, так і у вигляді підготовлених удома доповідей учнів. Окрім доповідей учням можна доручити розробку цікавих завдань, тестів, тощо. Урок 13. Введення та збереження інформації. Файли. На цьому уроці розглядаються пристрої вводу, виводу та збереження інформації. Можна спробувати пояснити, як працює принтер, сканер, миша. Поняття файлу і складне і просте, тому як подати це поняття у контексті операційної системи вирішує вчитель. Урок 14. Підсумковий урок з теми. Контрольна робота 2. Контрольну роботу можна провести з використанням середовища виконавця або середовища програмування, графічного редактору, текстового редактору. Не виключається можливість проведення контрольної роботи у письмовому вигляді, або розробка тестових завдань.

7 ТЕМА 3. Алгоритми. Урок 15. Поняття алгоритму. Типи алгоритмів та їх властивості. Запис алгоритмів. Приклади. Почати урок можна з проблемного питання: що таке алгоритм?. Мається на увазі, що учні повинні спільно з вчителем визначити властивості алгоритмів, дати визначення та навести прості приклади. На уроці можна обговорити усі базові алгоритмічні структури та представлення алгоритмів у вигляді блок-схем та програм. Практичну (комп'ютерну) частину уроку можна провести з використанням середовища виконавця або середовища програмування. Урок 16. Лінійна алгоритмічна структура. Цей урок можна присвятити розв'язанню та обговоренню задач з лінійною алгоритмічною структурою. Наприклад, обчислення арифметичних виразів, розрахунок банківських дивідендів, обчислення кутів нескладних геометричних фігур, побудова геометричних фігур та узорів у графічному редакторі, запис алгоритмів для виконавця або у середовищі програмування. Практичну (комп'ютерну) частину уроку можна провести з використанням середовища виконавця або середовища програмування. Урок 17. Практична робота 1. Алгоритми побудови базових геометричних об'єктів. графічного редактору. Можна запропонувати розробити та записати алгоритми побудови геометричних фігур з заданими лінійними параметрами (сторони та кути): трикутників, прямокутників, трапецій, ромбів тощо. Урок 18. Практична робота 2. Алгоритми побудови базових геометричних об'єктів. графічного редактору. Можна запропонувати розробити та записати алгоритми побудови геометричних фігур з заданими лінійними параметрами (сторони та кути): трикутників, прямокутників, трапецій, ромбів тощо. Урок 19. Практична робота 3. Алгоритми побудови фігур із базових геометричних об'єктів. графічного редактору. Можна запропонувати розробити та записати алгоритми побудови узорів із геометричних фігур з заданими лінійними параметрами. Урок 20. Практична робота 4. Алгоритми побудови фігур із базових геометричних об'єктів. графічного редактору. Можна запропонувати розробити та записати алгоритми побудови узорів із геометричних фігур з заданими лінійними параметрами. Урок 21. Лінійна алгоритмічна структура для обробки числової інформації. Формули. На цьому уроці можна розглянути поняття змінної, а також дати перше представлення про формат вхідних та вихідних даних. Можна також повернутися до задач, розглянутих на попередніх уроках, але з використанням змінних величин.. Практичну (комп'ютерну) частину уроку можна провести з використанням середовища виконавця або середовища програмування. Урок 22. Практична робота 5. Лінійні алгоритми обробки числової інформації. Формули. Практичну роботу можна провести з використанням середовища виконавця або середовища програмування. Можна запропонувати розробити та записати алгоритми обчислення по формулам з попереднім введенням параметрів (змінних). Формули можуть бути як абстрактними так і з математичним, фізичним, хімічним, біологічним, економічним контекстом. Урок 23. Лінійна алгоритмічна структура для обробки символьної інформації. На цьому уроці вводяться найпростіші операції з текстом: конкатенація, копіювання, вставка, видалення, пошук, заміна. Практичну (комп'ютерну) частину уроку можна провести з використанням середовища виконавця або середовища програмування, текстового редактору.. Урок 24. Практична робота 6. Лінійні алгоритми обробки символьної інформації. текстового редактору. Типи завдань: перестановка слів у реченні, виправлення помилок, видалення та вставка слів, копіювання та вставка фрагментів тексту, тощо. Урок 25. Підсумковий урок з теми. Контрольна робота 3. Контрольну роботу можна провести з використанням середовища виконавця або середовища програмування, графічного редактору, текстового редактору. Не виключається можливість проведення контрольної роботи у письмовому вигляді, або розробка тестових завдань. ТЕМА 4. Логічні значення тверджень Урок 26. Поняття твердження. Хибні та істинні твердження. Кодування значень тверджень. На цьому уроці після обговорення основних понять можна запропонувати учням невеликий тест на визначення істинності простих та складних тверджень, систем тверджень. Крім цього можна розповісти про паралогізми та софізми, обговорити найбільш відомі з них. При кодуванні значень тверджень слід показати зв'язок з двійковою системою числення. Урок 27. Доведення загальних тверджень. На цьому уроці закладаються ази строго доведення тверджень. Загальні твердження це твердження, в яких стверджується, що всі елементи деякої множини мають певну властивість. Розпочати можна із спростування загальних тверджень та ввести поняття контрприклад. В п'ятому класі достатньо розглянути доведення тверджень на скінченній множині та засвоїти метод перебору. Але можна спробувати доведення нескладних тверджень і на нескінченій множині, наприклад, різниця парного і непарного чисел непарне число.

8 Урок 28. Логічні операції. Пріоритет операцій. Таблиці істинності. Урок узагальнює та розширює знання отримані на двох попередніх уроках з цієї теми. Новий матеріал слід супроводжувати великою кількістю прикладів та задач. Таблиці істинності учні можуть побудувати самостійно, користуючись наведеними вчителем прикладами. Можна також розібрати логічні операції над числами і основані на цьому прості алгоритми кодування інформації, наприклад, XOR кодування. Урок 29. Практична робота 7 Логічні операції. Практичну роботу можна провести у вигляді тестування; програмне забезпечення для тестування можна розробити з учнями старших класів у середовищі виконавця або середовищі програмування. Урок 30. Поняття про алгоритмічну структуру вибору. Приклади. Алгоритмічна структура вибору більш детально буде вивчатися трішки пізніше. На цьому уроці розбираються найпростіші конструкції, та їх запис мовою програмування. Практичну (комп'ютерну) частину уроку можна провести з використанням середовища виконавця або середовища програмування. Урок 31. Підсумковий урок з теми. Контрольна робота 4. Контрольну роботу можна провести з використанням середовища виконавця або середовища програмування, графічного редактору, текстового редактору. Не виключається можливість проведення контрольної роботи у письмовому вигляді, або розробка тестових завдань. Урок 32. Підсумковий урок за п'ятий клас. Підсумковий урок можна провести у вигляді захисту власних проектів або конкурсу робіт, малюнків, презентацій, тощо. ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ... (6 КЛАСС, 7 КЛАСС, 8 КЛАСС, 9 КЛАСС...) ПРЕДЛОЖЕНИЯ, КОМЕНТАРИИ, ЗАМЕЧАНИЯ ПРИСЫЛАЙТЕ: INFO@QBIT.ORG.UA ROOT@AG45.ORG.UA (Арзубов Николай Алексеевич)