Программа по Информатике и ИКТ для 10-11 классов
Материал из Edumandriva
Примерная программа не содержит указания на конкретные операционные системы и программные средства, поэтому ее легко адаптировать при использовании свободного и открытого ПО.
Ниже приведено содержание программы с выделенными пояснениями и изменениями на основе программных продуктов из Образовательного проекта EduMandriva. Эта программа также может быть использована с любым дистрибутивом Linux.
Аудиторные (лекционные) занятия
Информация и информационные процессы (64 час)
Дискретизация и кодирование (5 час)
Дискретное (цифровое) представление результатов измерений, текстовой, графической, звуковой, видео информации. Цепочки (конечные последовательности символов) и операции над ними. Примеры систем двоичного кодирования различных алфавитов. Сигнал, кодирование, декодирование, сжатие. Скорость передачи информации. Зависимость скорости передачи от используемой полосы частот. Искажение информации при передаче и при сжатии.
Рекомендуется делать акцент на открытость форматов сжатия, сравнивая например mp3 и ogg
Системы, взаимодействие (3 час)
Состояния объекта. Система, компоненты, взаимодействие компонентов. Информационное взаимодействие в системе. Графы, графы переходов, графы взаимодействия.
Управление, обратная связь (6 час)
Управление в повседневной деятельности человека. Анализ и описание объекта с целью построения схемы управления; системы автоматического управления; задача выбора оптимальной модели управления; математические и компьютерные моделирование систем управления.Примеры управления в социальных, технических, биологических системах. Команды управления и сигналы датчиков для учебных управляемых устройств, экранных объектов и устройств ИКТ.
Моделирование и проектирование (13 час)
Описания (информационные модели) объектов, процессов и систем, соответствие описания реальности и целям описания. Фотографии, карты, чертежи, схемы, графы, таблицы, графики, формулы как описания. Использование описания (информационной модели) в процессах: общения, практической деятельности, исследования. Математические модели, их использование для описания объектов и процессов живой и неживой природы и технологии, в том числе – в физике, биологии, экономике. Связь между непрерывными моделями, их дискретными приближениями и компьютерными реализациями. Машинные представления целых и действительных чисел. Точность вычислений, интервальная арифметика. Модели информационных процессов в технических, биологических и социальных системах. Моделирование, прогнозирование, проектирование в человеческой деятельности. Использование сред имитационного моделирования (виртуальных лабораторий) для проведения компьютерного эксперимента в учебной деятельности.
Использовать как иллюстрацию среды Phun, исполнителей (KTurtle, RoboMind) и возможно примеры из SciLab и Octave.
Использование инструментов автоматизированного проектирования.
Возможен рассказ об открытых САПР
Логический язык (5 час)
Имена, логические операции, кванторы, правила построения и семантика. Примеры записи утверждений на логическом языке. Логические формулы при поиске в базе данных. Дизъюнктивная нормальная форма. Логические функции. Схемы из функциональных элементов.
Алгоритмический язык (6 час)
Правила построения и выполнения алгоритмов. Разбиение задачи на подзадачи. Использование имен для алгоритмов и объектов. Примеры записи алгоритмов на алгоритмическом языке для графических и числовых исполнителей.
Исполнители KTurtle или RoboMind
Вычислимые функции (2 час)
Функции, вычисляемые алгоритмами. Полнота формализации понятия вычислимости Универсальная вычислимая функция. Диагональные доказательства несуществования Индуктивные определения объектов. Задание вычислимой функции системой функциональных уравнений
Детерминированные игры с полной информацией (4 час)
Деревья. Выигрышная стратегия в игре. Игровая интерпретация логических формул.
Доказательства правильности (4 час)
Соответствие алгоритма заданию (спецификации), инварианты, индуктивные доказательства.
Построение алгоритмов (4 час)
Системы счисления, арифметические операции и перевод; кодирование с исправлением ошибок; генерация псевдослучайных последовательностей. Алгоритмы решения задач вычислительной математики (приближенные вычисления площади, значения функции, заданной рядом, моделирования процессов, описываемых дифференциальными уравнениями) Переборные алгоритмы. Обход дерева.
Возможно использование одной из реализаций языков Pascal, Basic (диалектов Gambas или Visual Basic) или Python для иллюстрации.
Типы данных (4 час)
Основные конструкции. Матрицы (массивы). Работа с числами, матрицами, строками, списками, использование псевдослучайных чисел. Определяемые (абстрактные) типы данных.
Возможно использование одной из реализаций языков Pascal,Basic (диалектов Gambas или Visual Basic) или Python для иллюстрации.
Сложность описания объекта (2 час)
Оптимальный способ описания. Алгоритмическое определение случайности.
Сложность вычисления (5 час)
Примеры эффективных алгоритмов. Проблема перебора.
Возможно использование одной из реализаций языков Pascal, Basic (диалектов Gambas или Visual Basic) или Python для иллюстрации
События. Параллельные процессы (3 час)
Взаимодействие параллельных процессов, взаимодействие с пользователем.
Событийный аппарат рекомендуется объяснять с точки зрения слотов и сигналов (events) в Linux, иллюстрируя в средах программирования Gambas, Lazarus или KDevelop.
Средства ИКТ и их применение (48 час)
Правила работы с ИКТ (2 час)
Безопасность, гигиена, эргономика, ресурсосбережение, технологические требования при эксплуатации ИКТ.
Архитектуры компьютеров и компьютерных сетей (3 час)
Программная и аппаратная организация компьютеров, других средств ИКТ и их систем.
Сделать упор на понятия открытых и закрытых архитектур.
Понятия открытого, свободного и проприетарного ПО. Юридические и моральные аспекты использования свободного и открытого ПО. (+4 часа из резерва)
Виды программного обеспечения. Авторское право и патенты. Проблемы авторского права в мире программного обеспечения. Ответственность за нарушение авторских прав. Понятия свободного и открытого ПО. Достоинства и недостатки использования свободного/открытого ПО. Движения GNU и Open Source.
Операционные системы (5 час)
Функции операционной системы. Основные виды и особенности операционных систем. Понятие о системном администрировании.
Рассказать об основных операционных системах (Windows/Mac OS/Unix/Linux), но упор делать на Linux.
Рассказать о преимуществах администрирования Linux систем и существующих программах его упрощающих (на примере Mandriva Control Center, MDS и LRS (см. основной сайт www.mandriva.ru))
Практика программирования (16 час)
Язык программирования. Понятность программы. Внесение изменений в программу. Структурное программирование, объектно-ориентированный подход. Ошибки, отладка, построение правильно работающих и эффективных программ. Этапы разработки программы.
За основу взять один из языков: Basic (Gambas2), Pascal (FreePascal, Lazarus), Python или C/C++
Практика применения ИКТ (6 час)
Планирование и проектирование применения ИКТ; основные этапы, схемы взаимодействия. Типичные неисправности и трудности в использовании ИКТ. Профилактика оборудования. Комплектация рабочего места средствами ИКТ в соответствии с целями его использования. Оценка числовых параметров информационных объектов и процессов, характерных для различных областей деятельности.
Сделать упор на проблемы использования Linux систем и развертывания компьютерных классов на Linux. Указать на проблемы с несовместимостью аппаратно-программных средств.
Организация и поиск информации (6 час)
Представление о системах управления базами данных, поисковых системах в компьютерных сетях, библиотечных информационных системах. Компьютерные архивы информации: электронные каталоги, базы данных. Организация баз данных. Примеры баз данных: юридические, библиотечные, здравоохранения, налоговые, социальные, кадровые. Использование инструментов системы управления базами данных для формирования примера базы данных учащихся в школе.
Привести примеры ОТКРЫТЫХ баз данных (MySQL, PostgreSQL) а также инструментов. Дать ссылки на открытые архивы информации (например сайты проекта Wikipedia (http://ru.wikipedia.org), библиотеки ЛинуксЦентра (http://www.linuxcenter.ru/lib/), проекта «Виртуальная энциклопедия «Линукс по-русски» (http://rus-linux.net/). Использовать для примера создание базы школы в OpenOffice.Base или MySQL в связке любым языком программирования.
Использование инструментов поисковых систем (формирование запросов) для работы с образовательными порталами и электронными каталогами библиотек, музеев, книгоиздания, СМИ в рамках учебных заданий из различных предметных областей. Правила цитирования источников информации.
Телекоммуникационные технологии (6 час)
Представления о средствах телекоммуникационных технологий: электронная почта, чат, телеконференции, форумы, телемосты, интернет-телефония. Специальное программное обеспечение средств телекоммуникационных технологий c свободным и открытытм ПО. Использование средств телекоммуникаций в коллективной деятельности.
Обратить внимание на открытость данных технологий. Програмное обеспечение брать свободное - Firefox, Thunderbird - Полный список можно найти в разделе Список образовательного ПО
Технологии и средства защиты информации в глобальной и локальной компьютерной сети от разрушения, несанкционированного доступа. Электронная подпись. Правила подписки на антивирусные программы и их настройка на автоматическую проверку сообщений.
Для примера можно взять PGP и ClamAV. Также привести пример "неправильной" защиты - DRM.
Инструменты создания информационных объектов для Интернет. Методы и средства создания и сопровождения сайта. Управление (6 час)
Технологии управления, планирования и организации деятельности человека. Создание организационных диаграмм и расписаний.
Как основу взять пакеты Evolution или Kontact. Также можно использовать OpenOffice.org Calc
Автоматизация контроля выполнения. Примеры применения ИКТ в управлении. Технологии автоматизированного управления в учебной среде. Системы автоматического тестирования и контроля знаний. Использование тестирующих систем в учебной деятельности. Инструменты создания простых тестов и учета результатов тестирования.
На примере iTest или ATutor
Инструменты создания сайтов. Введение в гипертекст. Системы управления контентом.
Как инструмент можно взять программы KompoZer или Quanta+
Информационная деятельность человека (13 час)
Психофизиология информационной деятельности (3 час)
Восприятие, запоминание и обработка информации человеком, пределы чувствительности и разрешающей способности органов чувств, стереофоническое и стереоскопическое восприятие. Разнообразие и индивидуальные особенности способов восприятия, запоминания и понимания информации.
Роль информации в современном обществе (3 час)
Информация в: экономической, социальной, культурной, образовательной сферах. Информационные ресурсы и каналы индивидуума, государства, общества, организации, их структура. Информационные ресурсы образования. Виды профессиональной информационной деятельности человека, используемые инструменты (технические средства и информационные ресурсы).
Указать роль СВОБОДНОГО распространения информации на примере Wiki и Wikipedia.
Профессии, связанные с построением математических и компьютерных моделей, программированием, обеспечением информационной деятельности индивидуумов и организаций. Структура учебного процесса в области ИКТ для различных категорий пользователей.
Общественные механизмы в сфере информации (7 час)
Экономика информационной сферы. Стоимостные характеристики информационной деятельности. Роль стандартов в современном обществе. Стандартизация в области информационных технологий. Стандарты описания информационных ресурсов.
Сделать упор на открытые стандарты как двигатель прогресса. Как пример можно привести Интернет.
Информационная этика и право, информационная безопасность. Правовые нормы, относящиеся к информации, правонарушения в информационной сфере, меры их предотвращения. Роль средств массовой информации.
Рассказать об средствах информации по Linux и журналах (LinuxFormat).
Практикум (140 часов + 6 часов из резерва)
Оформление документов + Математический редактор
- Квалифицированное оформление документов (титульный лист, объявление, научный текст)
Требуется оформить текст по образцу, развивая навыки работы в текстовом редакторе
Оформление вести в OpenOffice.org Writer + OpenOffice Math
Оформление документов для издания
- квалифицированное оформление текста (включая математику)
Требуется текст, в том числе возникающий в ходе выполнения других практикумов, оформить в виде, пригодном для издания
Выполнять с использованием TeX нотации в Lyx или Latex. также возможно использование издательской системы Scribus
Учет
- Реализация упрощенного варианта бухгалтерского и материального учета на базе распространенного варианта динамических (электронных таблиц)
Проект может относится как к учебной ситуации, так и к проблеме, возникающей в жизни школы – планирование похода и т. д.
Выполнение в OpenOffice.org Calc
Анализ данных и статистика. Визуализация данных и деловая графика
- использование пакетов статистической обработки и анализа данных, а также средств визуализации для анализа, наглядного представления и интерпретации данных, в том числе – собранных в ходе наблюдений и опросов, полученных с помощью цифровых датчиков, найденных в Интернете.
Cами данные могут быть получены из различных задач экологии, социологии, в том числе – из межшкольных проектов.
Работа с формулами статистики в OpenOffice.org Calc или пакетом R.
Символьные вычисления. Аналитические модели
- Решение задач символьных вычислений, с использование одного из распространенных инструментов (пакетов символьных преобразований)
Проект может включать задачи из курсов математики и физики, а также специально подобранные задачи, относящиеся к математическим моделям явлений окружающего мира. Результат доводится до числового ответа, графика, сопоставляется с наблюдением и экспериментом
Для проведения практикума можно использовать: 1. Использовать WEB-фронтэнд SAGE и его язык программирования 2. Использовать WEB-фронтэнд SAGE и математические среды Maxima, SciLab или Octave. Проще всего использовать Maxima 3. Использовать фронтэнды Maxima, SciLab или Octave.
Дискретные приближения непрерывных моделей
- Решение задач математического моделирования с помощью создания дискретной модели, приближающей непрерывную (например – системы разностных уравнений, приближающей систему дифференциальных уравнений).
В проекте требуется запрограммировать разностную модель и использовать понимание результатов и структуры моделирования для понимания непрерывной модели
' Программирование выполнять в Gambas, FreePascal или других средах, приведенных в разделе Программирование Список образовательного ПО
Дискретные алгоритмы, в том числе – дискретная оптимизация
- решение комбинаторных задач, в том числе – организация обхода дерева и поиска данной вершины, поиск кратчайшего пути, поиск вхождения одного слова в другое и т. д.
В задачах, в том числе и практически мотивированных, требуется помимо построения алгоритма, давать грубую оценку его времени работы, в частности, распознавать переборные алгоритмы с экспоненциальным временем работы.
' Программирование выполнять в Gambas, FreePascal или других средах, приведенных в разделе Программирование Список образовательного ПО
Технологический проект
- Установка, сопровождение, техническое обслуживание средств ИКТ
В проекте силами учащихся под руководством взрослых может осуществляться работа в сфере ИКТ, требующая базовых технических знаний и умения понимать технические инструкции
Установка и настройка Mandriva Linux. Настройка пользователей и базовых сервисов в Mandriva Linux. Установка и удаление программ. Базовое обслуживание системы'
Обучение
- Обучение работе с ИКТ, в том числе, с целью использования тренажеров и тестовых систем
Работа с клавиатурными тренажерами и системами тестирования. Работа с обучающими системами.
Автоматизированное проектирование
- Использование одной или нескольких систем автоматизированного проектирование с учетом математических аспектов решаемых задач
Выполнение учебного проекта дизайна одежды, мебели, помещения, здания, земельного участка, механизма, электрической, электронной схемы, изготовления натурной модели, прототипа, реального объекта
Решения можно выполнять в QCad или KTechLab.
Организация индивидуальной и групповой деятельности. Управление проектом
- Систематическое использование компьютерных инструментов для планирования и фиксации своей деятельности (органайзеры, планировщики событий и проектов, поддержка контактов и т. д.
Постоянно идущий проект, включающий учащихся в современную культуру организации труда.
Работа с системами организации группового труда - Evolution и Kontakt. Системы co-laboration и создания групповых диаграмм (OpenProj). Среды совместной работы на основе WiKi (MediaWiKi, TikiWiki).
Управление
- Программирование устройства, взаимодействующего с объектами физической реальности
В проекте может строиться модель движущегося робота, интеллектуального дома, обрабатывающего станка, конвейерной линии, автоматизированного склада и т. д.
Создание виртуальных проектов на основе RoboMind и физических на основе открытой платформы Arduino и других.
Организация хранения и поиска информации. Работа в информационном пространстве образовательного учреждения и личном информационном пространстве
- Создание и заполнение базы данных, размещение своих работ на сайте школы, с использованием соответствующих форматов их описания
Помимо работ учащегося, формируемые массивы информации могут относится к жизни школы, окружающего сообщества, личным коллекциям учащегося и т. д.
Для создания информационного пространства можно воспользоваться веб-платформами. Используя свободные CMS можно создать новостной сайт, личные блоги и ВиКи. Поднятие локального http сервера на основе Linux и заведение личных аккаунтов позволит учащимся тренироваться в создании сайтов.
Сбор информации, организация и представление данных
- Разработка комплексного мультимедийного объекта (или ряда объектов), включающего текст, аудио и видео информацию, гиперссылки для размещения в Интернете, на компакт-диске, использования при выступлении, с использованием самостоятельно сделанных записей (видео- аудио, числовые) данных, найденных в Интернете и бумажных источниках
Тема проекта может относится к материалу, изучаемому в различных школьных предметах, жизни школы, актуальной социально-политической, экологической, научной проблеме, историческому материалу, бизнес-проекту учащихся и т. д.
Изготовление мультимедийных объектов возможно в программах офисного пакета OpenOffice.org с экспортом их в html формат или flash. Особенно подходящим будет использование OpenOffice.org Impress.
Поиск, системный анализ, обобщение информации
- Поиск в Интернете и СМИ информации по актуальному вопросу и подготовка теста своего анализа и интерпретации имеющихся источников
В проекте упор делается на умения отбирать, критически анализировать информацию, формировать и формулировать собственную точку зрения.
Поиск в Google и Yandex в свободных браузерах информации по учебным программам, справочных материалов и аспектов использования СПО в образовании. Работа с агрегаторами RSS лент.
 |
|  |