15. Дидактические основы использования икт в обучении информатике: понятие икт, цели и задачи использования икт в образовании, дидактические возможности средств икт.

Понятие информационных и коммуникационных технологий.

Процессы информатизации современного общества и тесно связанные с ними процессы информатизации всех форм образовательной деятельности характеризуются процессами совершенствования и массового распространения современных информационных и коммуникационных технологий (ИКТ). Подобные технологии активно применяются для передачи информации и обеспечения взаимодействия преподавателя и обучаемого в современных системах открытого и дистанционного образования. Современный преподаватель должен не только обладать знаниями в области ИКТ, но и быть специалистом по их применению в своей профессиональной деятельности.

Слово "технология" имеет греческие корни и в переводе означает науку, совокупность методов и приемов обработки или переработки сырья, материалов, полуфабрикатов, изделий и преобразования их в предметы потребления. Современное понимание этого слова включает и применение научных и инженерных знаний для решения практических задач. В таком случае информационными и телекоммуникационными технологиями можно считать такие технологии, которые направлены на обработку и преобразование информации.

Информационные и коммуникационные технологии (ИКТ) – это обобщающее понятие, описывающее различные устройства, механизмы, способы, алгоритмы обработки информации. Важнейшим современным устройствами ИКТ являются компьютер, снабженный соответствующим программным обеспечением и средства телекоммуникаций вместе с размещенной на них информацией.

Цели и задачи использования ИКТ в образовании

Одной из наиболее характерных черт современной цивилизации является ее информатизация, основа которой в любом обществе – информатизация образования.

Главной задачей информатизации, которая стала одним из важнейших направлений модернизации казахстанского образования, является эффективное использование компьютерных технологий. Назовем их преимущества:

- возможность организации процесса познания, поддерживающего деятельностный подход к учебному процессу в совокупности всех его звеньев (потребностей, мотивов, целей, условий, средств, действий, операций);

- индивидуализация учебного процесса при сохранении его целостности за счет программируемости и динамической адаптируемости автоматизируемых учебных программ;

- изучение организации процесса познания путем смещения её в сторону системного мышления;

- возможность построения открытой системы образования, обеспечивающей каждому человеку индивидуальную траекторию обучения и самообучения;

- создание эффективной системы управления информационно-методическим обеспечением образования.

Компьютерные средства обучения называют интерактивными, они обладают способностью «откликаться» на действие ученика  и учителя, «вступать» с ними в диалог, что и составляет главную особенность методик компьютерного обучения.

Компьютер может использоваться на всех этапах процесса обучения: при объяснении нового материала, закреплении, повторении, контроле ЗУН.

Дидактические возможности средств ИКТ

Перечислим наиболее важные дидактические возможности средств ИКТ.

1.        Реализация интерактивного диалога обеспечивается незамедлительной обратной связи между пользователем и средствами ИКТ. Интерактивность в переводе с английского означает взаимодействие,   воздействие, влияние друг на друга.  Интерактивность диалога предоставляет ученику возможность активного взаимодействия с системой,  каждый его запрос вызывает ответное действие системы и, наоборот, реплика последней требует реакции пользователя.

2.        Визуализация учебной информации об изучаемом объекте, процессе предполагает наглядное статическое представление на экране компьютера изучаемого объекта и/или его составных частей; любого процесса или его модели, с возможностью продвижения в глубь экрана, более детального рассмотрения изучаемого объекта, стенда или агрегата. В некоторых программах представлены процессы, протекающие в микро и макромирах, а так же процессы, которые невозможно изучить с помощью учебных лабораторных стендов. Возможна и графическая интерпретация изучаемой закономерности.

3.        Моделирование реальных или виртуальных процессов и явлений,   имитация работы лабораторных стендов, агрегатов и машин, интерпретация информации об изучаемых или исследуемых объектах в виде таблиц, графиков и т.п. Например: моделирование процессов и явлений, протекающих при высоких или низких температурах, в космическом пространстве; создание предметной виртуальной среды для тренинга при подготовке к бу­дущей профессиональной деятельности.

4.        Хранение больших объемов информации в цифровом формате  с возможностью легкого доступа к ней, тиражирования, ее передачи на любые расстояния. Автоматизация сбора, накопления, хранения, обработки информации и информационно-поисковой деятельности.

5.        Автоматизация процессов вычислительной деятельности, а также обработки результатов учебного эксперимента, в том   числе в реальном масштабе времени. Реализуется с помощью специальных лабораторных стендов на базе микропроцессорной техники, программно-аппаратных комплексов, снабженных датчиками, сопрягаемыми с ПЭВМ, что позволяет выводить на экран компьютера получен­ные в ходе эксперимента данные и производить их статистическую обработку, строить графики, таблицы, диаграммы.

6.        Автоматизация управления учебной деятельностью и контроля за результатами усвоения, продвижения в обучении, тренировки, тес­тирования. Автоматизация информационной деятельности и информационного взаимодействия между участниками образовательного процесса в локальных и глобальных компьютерных сетях, в целях улучшения управления образовательным процессом в учебном заведении.

В современных программных разработках, предназначенных для образования уже реализуются в той или иной степени перечисленные выше уникальные дидактические возможности средств ИКТ. Это позволяет повысить эффективность обучения, прежде всего за счет усиления наглядности демонстрации учебного материала; индивидуализации и дифференциации процесса обучения, обеспечения объективности контроля, оценки знаний, умений и навыков.

16. Научно-методические основы реализации содержательной линии «Системы счисления и основы логики». Формирование представлений о системах счисления: понятие системы счисления, двоичная система счисления, системы счисления, используемые в компьютере.

    Представление о системах счисления.

Система счисления(далее СС) - совокупность приемов и правил для записи чисел цифровыми знаками.

Система счисления — это способ записи чисел с помощью ограниченного набора специальных знаков (цифр).

Как правило, в качестве цифровых знаков используются арабские и римские цифры.

Системы счисления подразделяются на позиционные и непозиционные. Наиболее известна десятичная СС, в которой для записи чисел используются цифры 0,1,:,9. Способов записи чисел цифровыми знаками существует бесчисленное множество. Любая предназначенная для практического применения СС должна обеспечивать:

- возможность представления любого числа в рассматриваемом диапазоне величин;

- единственность представления (каждой комбинации символов должна соответствовать одна и только одна величина);

- простоту оперирования числами;

В зависимости от способов изображения чисел цифрами, системы счисления делятся на непозиционные и позиционные. Непозиционной системой называется такая, в которой количественное значение каждой цифры не зависит от занимаемой ей позиции в изображении числа (римская система счисления). Позиционной системой счисления называется такая, в которой количественное значение каждой цифры зависит от её позиции в числе (арабская система счисления). Количество знаков или символов, используемых для изображения числа, называется основанием системы счисления. Позиционные системы счисления имеют ряд преимуществ перед непозиционными: удобство выполнения арифметических и логических операций, а также представление больших чисел, поэтому в цифровой технике применяются позиционные системы счисления.

Запись чисел может быть представлена в виде,

где A(D) - запись числа A в СС D;

Di - символ системы, образующие базу.

По этому принципу построены непозиционные СС.

В общем же случае системы счисления: A(B)=a1B1+a2B2 +...+anBn. Если положить, что Bi=q*Bi-1, а B1=1, то получим позиционную СС. При q=10 мы имеем дело с привычной нам десятичной СС.

На практике также используют другие СС:

q	Название	Цифры
2	двоичная	0,1
3	троичная	0,1,2
8	восьмеричная	0,...,7
16	шестнадцатиричная	0,...,9,A, ...,F

 

Каждая СС имеет свои правила арифметики (таблица умножения, сложения). Поэтому, производя какие-либо операции над числами, надо помнить о СС, в которой они представлены.

Если основание системы q превышает 10, то цифры, начиная с 10, при записи обозначают прописными буквами латинского: A,B,...,Z. При этом цифре 10 соответствуею знак 'A', цифре 11 - знак 'B' и т.д. В таблице ниже приводятся десятичные числа от 0 до 15 и их эквивалент в различных СС:

q=10	q=2	q=16
0	0	0
1	1	1
2	10	2
3	11	3
4	100	4
5	101	5
6	110	6
7	111	7
8	1000	8
9	1001	9
10	1010	A
11	1011	B
12	1100	C
13	1101	D
14	1110	E
15	1111	F

В позиционной СС число можно представить через его цифры с помощью следующего многочлена относительно q:

A=a1*q0+a2*q1+...+an*qn (1)

Выражение (1) формулирует правило для вычисления числа по его цифрам в q-ичной СС. Для уменьшения количества вычислений пользуются т.н. схемой Горнера. Она получается поочередным выносом q за скобки:

A=(...((an*q+an-1)*q+an-2)*q+...)*q+a1

результат вычисления многочлена будет всегда получен в той системе счисления, в которой будут представлены цифры и основание и по правилам которой будут выполнены операции.

Системы счисления, применяемые в информатике

Основание системы счисления	Название	Используемые цифры	Сфера применения
	десятичная	{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}	Математика
	двоичная	{0,1}	Внутреннее представление данных в узлах ЭВМ
	восьмеричная	{0,1,2,3,4,5,6,7}	Программирование
	шестнадцатеричная	{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F}	Программирование