Урок по теме Информация в природе, обществе и технике

Урок №1.
Тема: «Информатика в природе, науке и технике».

Цель урока: ознакомить учащихся с понятием информация, раскрыть особенности информации в природе, обществе, технике.

Задачи:

- обучающие: изучить и закрепить основные понятия теоретической информации.

-развивающие: развитие логического мышления, расширение кругозора.

-воспитательные: развитие познавательного интереса, воспитание информационной культуры.

Оборудование:
доска, компьютеры, инструкции по ТБ в компьютерном классе, компьютерная презентация.

План урока:
I. Орг. момент.(1 мин)
II .Объяснение нового материала. ТБ. (27 мин)
III. Закрепление. Электронный тест. (10 мин)
IV. Д/з. (2 мин)
V. Итог урока. (5 мин)

Ход урока:

1. Орг. момент.
   Приветствие, проверка присутствующих. Объяснение хода урока.

II. Теоретическая часть. ТБ.

Начнем урок со следующих строк Норберта Винера в своей работе о кибернетике:

Знаешь, сколько звезд сияет

Над тобой во тьме ночной?

Знаешь, сколько тучек тает

В чаще неба голубой?

Только бог про это знает,

До единой он считает

Их огромное число.

О чем здесь идет речь?

Кто ведет подсчеты звезд? (Астрономы).

Кто наблюдает за появлением и исчезновением туч? (Метеорологи).

Что их объединяет? Чем они занимаются?

Они занимаются сбором информации, тщательно ее сохраняют, анализируют, чтобы сделать в итоге выводы.
Зародившаяся в лоне кибернетики, информатика быстро приобрела самостоятельность и теперь активно влияет на развитие, как технических дисциплин, так и социогуманитарных направление научного знания. Первоначально предметом изучения информатики служили автоматизированные системы обработки информации, теперь главным объектом изучения информатики должно выступать явление, отраженное в понятии «информация». (Слайд 2)

Давайте попробуем дать определение учебному предмету, который мы изучаем. Что такое информатика? Что изучает информатика как наука?

(ответы детей) (Слайд №3)

Какое понятие в этом определении является ключевым? (информация). Сегодня мы рассмотрим, что такое информация, какими свойствами она обладает, какое место она занимает в природе, обществе и технике. Запишите тему урока (Слайд 4)

Давайте вместе попробуем дать определение понятию «информация». (ответы детей) (Слайд 5)

В наши дни человечество накопило огромное количество информации! Подсчитано, что общая сумма человеческих знаний до недавнего времени удваивалась каждые 50 лет. Сейчас объем информации удваивается через каждые два года. Представьте себе колоссальную библиотеку, содержащую эти сведения! От умения человека правильно воспринимать и обрабатывать информацию зависит во многом его способность к познанию окружающего мира.

Информация в неживой природе.

Как в физике понимают информацию?

(как меру упорядоченности по шкале «порядок - хаос»). (Слайд 6).

Следует при этом разграничить понятие информации в замкнутых и открытых системах.

Информация в замкнутых системах. Замкнутые системы - это системы в которых нет обмена энергией и веществом с окружающим миром. Эти системы стремятся со временем перейти из состояния «порядок» в состояние «хаос». Иначе говоря, мера упорядоченности (мера порядка) уменьшается. А мера упорядоченности - это информация.

Пример. В одну половину сосуда, который является замкнутой системой, поместим красный газ, а в другую половину зеленый. Через время газ перемещается. Т.е. из состояния порядка перейдет в состояние хаос. При этом информация уменьшается. У нас нет информации о том, в какой половине сосуда какой газ находится.

Отрытые системы могут стремиться, наоборот, к упорядоченности. Например, воздух, являясь отрытой системой, содержит молекулы разных газов. Они хаотично расположены в атмосфере, но при этом некоторые атомы стремятся соединиться в молекулы, т.е. организовать порядок.

При этом мера упорядоченности возрастает, т.е. возрастает информация.

Объекты окружающего мира (Слайд7-9)

Другой пример - наша галактика. (Слайд 10)

Дети самостоятельно определяют хаос, порядок и меру упорядоченности. (Из хаотичного космического пространства, состоящего из космической пыли, образовалась наша галактика.)

Информация в живой природе. Слайд (11)

Как вы считаете, живой организм является открытой или закрытой системой? Почему? (Открытая. Постоянно происходит обмен веществом и энергией с окружающим миром) Слайд12

Живые организмы в процессе как эволюции, так и в онтогенезе, т.е. индивидуальном развитии, постоянно усложняют свою структуру. Биологи говорят, что «живое питается информацией». Пример - фотосинтез.

Природой создано универсальное средство хранения информации, которое называется генетическим кодом.(Слайд 13)

Человек: информация и информационные процессы(Слайд 14)

Итак, информация окружает нас, она хранится в нас, создается нами. Для того, чтобы ориентироваться в мире информации необходимо ее правильно воспринимать. И в этом нам помогают органы чувств.

(Слайд 15). Мир вокруг нас полон всевозможных образов, звуков, запахов, и всю эту информацию доносят до сознания человека его органы чувств: зрение, слух, обоняние, вкус и осязание. С их помощью человек формирует свое первое представление о любом предмете, живом существе, произведении искусства, явлении и пр.

• Глазами люди воспринимают зрительную информацию;

• Органы слуха доставляют информацию в виде звуков;

• Органы обоняния позволяют ощущать запахи;

• Органы вкуса несут информацию о вкусе еды;

Органы осязания позволяют получить тактильную информацию.
Виды информации, которые человек получает с помощью органов чувств, называют органолептической информацией. Практически 90% информации человек получает при помощи органов зрения, примерно 9% - посредством органов слуха и только 1% - при помощи остальных органов чувств.

Давайте рассмотрим, какими свойствами должна обладать информация?

(Слайд №16). Люди, обмениваясь между собой информацией, постоянно должны задавать себе вопросы: понятна, актуальна и полезна ли она для окружающих, достоверны ли полученные сведения. Это позволит лучше понять друг друга, найти правильное решение в любой ситуации. Вы постоянно анализируете свойства информации, часто не придавая этому значения. В повседневной жизни от свойств информации часто зависят жизнь и здоровье людей, экономическое развитие общества.

(Слайд 17). Пример: согласно библейской легенде о вавилонском столпотворении, строившаяся в древнем городе Вавилоне башня не была закончена и разрушилась, так как строители вдруг заговорили на различных языках и перестали понимать друг друга.

(Слайд 18-19). Воспринимая информацию с помощью органов чувств, человек стремится зафиксировать ее так, чтобы она стала понятной и другим, представляя ее в той или иной форме.

Музыкальную тему композитор может наиграть на пианино, а затем записать с помощью нот. Образы, навеянные все той же мелодией, поэт может воплотить в виде стихотворения, хореограф выразить танцем, а художник - в картине.

Человек выражает свои мысли в виде предложений, составленных из слов. Слова, в свою очередь, состоят из букв. Это - алфавитное представление информации.

Форма представления одной и той же информации может быть различной. Это зависит от цели, которую вы перед собой поставили.

(Слайд №20).

Таким образом, информацию можно представить в различной форме:

• в знаковой письменной

• символьную в виде текста, чисел, различных символов (текст учебника);

• графическую (географическая карта);

• табличную (таблица по физике);

• в виде жестов или сигналов (светофор);

• устной словесной (разговор).

(Слайд№21). Форма представления информации очень важна при ее передаче. В разные времена люди передавали информацию в различной форме с помощью: речи, дыма, забавного боя, звона колоколов, письма, телеграфа, радио, телефона, факса. Независимо от формы представления и способа передачи информации, она всегда передается с помощью какого-либо языка.

Основу любого языка составляет алфавит - набор однозначно определенных знаков (символов), из которых формируется сообщение.
Языки делятся на естественные (разговорные) и формальные. Алфавит естественных языков зависит от национальных традиций. Формальные языки встречаются в специальных областях человеческой деятельности (математике, физике, химии и т. д.). В мире насчитывается около 10 000 разных языков, диалектов, наречий. Многие разговорные языки произошли от одного и того же языка. Например, от латинского языка образовались французский, испанский, итальянский и другие языки.

Сбор информации. Слайд №22.
Приходится признать, что органы чувств - наш главный инструмент познания мира - не самые совершенные приспособления. Не всегда они точны и не всякую информацию способны воспринять. Не случайно о грубых, приблизительных вычислениях говорят: «на глаз». Если бы не было специальных приборов, то вряд ли человечеству удалось бы проникнуть в тайны живой клетки или отправить к Марсу и Венере космические зонды.

Вся деятельность человека связана с различными действиями с информацией, и помогают ему в этом разнообразные технические устройства.
Любое научное знание начинается тогда, когда мы можем оценить полученную информацию, сравнить ее, а значит измерить. Поэтому для получения недоступной обычным органам чувств информации широко используются специальные технические устройства.

Слайд №23.Одно из древнейших сооружений, используемое для получения астрономической информации, находится в Англии недалеко от города Солсбери. Это Стоунхендж - «висячие камни». Он был построен примерно во II веке до н. э. Стоунхендж состоит из поставленных вертикально каменных столбов, расположенных концентрическими кольцами. На вертикальных камнях лежат горизонтальные перекладины, своего рода арки. 1963 году с помощью новейших методов исследования было уставлено, что каменные арки дают направления на крайние положения Солнца и Луны, а 56 белых лунок помогают предсказать время Солнечного и Лунного затмений.

Слайд№24.Обработка информации.
Приобретая жизненный опыт, наблюдая мир вокруг себя, иначе говоря - накапливая все больше и больше информации, человек учится делать выводы. В древности люди говорили, что человек познает с помощью органов чувств и осмысливает познанное разумом.

Слайд №25.Один раз дотронувшись до горячего чайника или утюга мы запоминаем это на всю жизнь. Каждый раз, случайно коснувшись горячей поверхности, мы отдергиваем руку, потому что у всех нас в детстве был свой «горячий чайник». Если проанализировать, почему так происходит, то можно сделать вывод о преобразовании (обработке) информации. Прикоснувшись к горячей поверхности, мы получили информацию при помощи органов осязания. Нервная система передала ее в мозг, где на основе имеющегося опыта был сделан вывод об опасности. Сигнал от мозга был послан в мышцы рук, которые мгновенно сократились. Аналогичные процессы обработки информации происходят и в тот момент, когда при первых же аккордах знакомой мелодии сразу улучшается настроение или появляются слезы.
Все это примеры неосознанной обработки информации, которая ведется как бы «помимо нас», неосознанно.

Можно привести много примеров осознанной обработки информации. В этом случае человек создает новую информацию, опираясь на поступающие сведения - так называемую входную информацию - и на запас имеющихся у него знаний и опыта.
Например, на уроках химии школьник изучает правила и законы (приобретает определенные знания и навыки). Когда учитель предлагает очередную задачу (входная информация), ученик обдумывает последовательность решения, вспоминая, какие из изученных правил ему необходимо применить. Наконец, он находит ответ. Эта новая информация, созданная учеником в результате обработки входной информации, называется выходной.

Слайд №26.Таким образом, выходная информация всегда является результатом мыслительной деятельности человека по обработке входной информации. Можно сказать, что человек постоянно занимается обработкой входной информации, преобразуя ее в выходную.

Входная информация - информация, которую получает человек или устройства.
Выходная информация - информация, которая получается после обработки человеком или устройством.

Слайд 27Передача информации
Развитие человечества не было бы возможно без обмена информацией. С давних времен люди из поколения в поколение передавали свои знания, извещали об опасности или передавали важную и срочную информацию, обменивались сведениями. Слайд №28.В любом процессе передачи или обмене информацией существует ее источник и получатель, а сама информация передается по каналу связи с помощью сигналов: механических, тепловых, электрических и др. В обычной жизни для человека любой звук свет являются сигналами, несущими смысловую нагрузку. Например, сирена - это звуковой сигнал тревоги; звонок телефона - сигал, чтобы взять трубку; красный свет светофора - сигнал, запрещающий переход дороги.

Слайд №29-30.

В качестве источника информации может выступать живое существо или техническое устройство. От него информация попадает а кодирующее устройство, которое предназначено для преобразования исходного сообщения в форму, удобную для передачи. С такими устройствами вы встречаетесь постоянно: микрофон телефона, лист бумаги и т. д. По каналу связи информация попадает в декодирующее устройство получателя, которое преобразует кодированное сообщение в форму, понятную получателю. Одни из самых сложных декодирующих устройств - человеческие ухо и глаз.

В процессе передачи информация может утрачиваться, искажаться. Это происходит из-за различных помех, как на канале связи, так и при кодировании и декодировании информации. С такими ситуациями вы встречаетесь достаточно часто: искажение звука в телефоне, помехи при телевизионной передаче, ошибки телеграфа, неполнота переданной информации, неверно выраженная мысль, ошибка в расчетах. Вопросами, связанными с методами кодирования и декодирования информации, занимается специальная наука - криптография.
При передаче информации важную роль играет форма представления информации. Она может быть понятна источнику информации, но недоступна для понимания получателя. Люди специально договариваются о языке, с помощью которого будет представлена информация для более надежного ее сохранения.

Слайд №31.

Хранение информации
Человеческий разум является самым совершенным инструментом познания окружающего мира. А память человека - великолепным устройством для хранения полученной информации.

Чтобы информация стала достоянием многих людей, необходимо иметь возможность ее хранить не только в памяти человека. В процессе развития человечества существовали разные способы хранения информации, которые совершенствовались с течением времени: узелки на веревках, зарубки на палках, берестяные грамоты, письма на папирусе, бумаге. Наконец, был изобретен типографский станок, и появились книги. Поиск надежных и доступных способов хранения информации идет и по сей день.

Слайд №32.

Сегодня мы используем для хранения информации самые различные материалы:
бумагу, фото- и кинопленку, магнитную аудио- и видеоленту, магнитные и оптические диски. Все это - носители информации.

Носитель информации - материальный объект, предназначенный для хранения и передачи информации.
Материальная природа носителей информации может быть различной: молекулы ДНК, которые хранят генетическую информацию; бумага, на которой хранятся тексты и изображения; магнитная лента, на которой хранится звуковая информация; фото- и кинопленки, на которых хранится графическая информация; микросхемы памяти, магнитные и лазерные диски, на которых хранятся программы и данные в компьютере, и так далее.

Слайд №33.

Поиск информации
Просто сохранить информацию недостаточно. Нужно уметь ее пользоваться. А для того чтобы воспользоваться нужной информацией в нужный момент необходимо уметь ее быстро найти.
Поиск информации - это извлечение хранимой информации. Существуют ручной и автоматизированный методы поиска информации в хранилищах.

Слайд №34.

Защита информации.
В жизни человека информация играет очень важную роль. От нее зависит принятие решений, влияющих на развитие общества.
Для предотвращения потери информации разрабатываются различные механизмы ее защиты, которые используются на всех этапах работы с ней.

Для защиты информации используют различные способы защиты:
• контроль доступа;
• разграничение доступа;
• дублирование каналов связи;
• криптографическое преобразование информации с помощью шифров.

Шифром называют секретный код преобразования информации с целью ее защиты от незаконных пользователей. Изобретением и использованием шифров занимается криптография.

С давних времен криптографией увлекались и ученые, и дипломаты, и священнослужители. В истории есть немало примеров использования шифров для защиты информации. Например, Цезарь использовал для переписки специальный шифр, который вошел в историю под его именем. Это достаточно простой шифр, в котором каждая буква заменяется третьей после нее буквой в алфавите. Можно изменить величину сдвига и получить новый шифр. Важно, чтобы у отправителя и получателя сообщения была одна и та же таблица замены или перестановки букв.

Во времена войн между Спартой и Афинами был известен один интересный шифр, который вы можете легко повторить. Для этого надо взять карандаш, обернуть его бумажной полоской и написать на ней сообщение. Развернув эту полоску, вы получите набор несвязанных букв, которые выстраиваются в определенном порядке только на карандаше нужного диаметра.

Слайд 35 Итак, информационная деятельность человека включает в себя:
• Сбор информации;
• Обработка информации;
• Передача информации;
• Хранение информации;
• Поиск информации;
• Защита информации.

Слайд №36.

Чтобы учиться было комфортно, чтобы не нанести вреда своему здоровью, вы должны уметь правильно организовать свое рабочее место.

Правильная рабочая поза позволяет избегать перенапряжения мышц, способствует лучшему кровотоку и дыханию.

Слайд №37.

Правильная рабочая поза:

• Следует сидеть прямо (не сутулясь) и опираться спиной о спинку кресла. Прогибать спину в поясничном отделе нужно не назад, а, наоборот, немного вперед.

• Недопустимо работать, развалившись в кресле. Такая поза вызывает быстрое утомление, снижение работоспособности.

• Не следует высоко поднимать запястья и выгибать кисти - это может стать причиной боли в руках и онемения пальцев.

• Колени - на уровне бедер или немного ниже. При таком положении ног не возникает напряжение мышц.

• Нельзя скрещивать ноги, класть ногу на ногу - это нарушает циркуляцию крови из-за сдавливания сосудов. Лучше держать обе стопы на подставке или полу.

• Необходимо сохранять прямой угол (90°) в области локтевых, тазобедренных и голеностопных суставов.

Слайд №38.

• Монитор необходимо установить на такой высоте, чтобы центр экрана был на 15-20 см ниже уровня глаз, угол наклона до 150.

• Экран монитора должен находиться от глаз пользователя на оптимальном расстоянии 60-70 см, но не ближе 50 см с учетом размеров алфавитно-цифровых знаков и символов.

• Не располагайте рядом с монитором блестящие и отражающие свет предметы.

• Поверхность экрана должна быть чистой и без световых бликов.

Слайд №39.

Примерный комплекс упражнений для глаз:

• Закрыть глаза, сильно напрягая глазные мышцы, на счет 1-4, затем раскрыть глаза, расслабить мышцы глаз, посмотреть вдаль на счет 1-6. Повторить 4-5 раз.

• Посмотреть на переносицу и задержать взор на счет 1-4. До усталости глаза не доводить. Затем открыть глаза, посмотреть вдаль на счет 1-6. Повторить 4-5 раз.

• Не поворачивая головы, посмотреть направо и зафиксировать взгляд на счет 1-4. Затем посмотреть вдаль прямо на счет 1-6. Аналогично проводятся упражнения, но с фиксацией взгляда влево, вверх, вниз. Повторить 3-4 раза.

• Перевести взгляд быстро по диагонали: направо вверх - налево вниз, потом прямо вдаль на счет 1-6; затем налево вверх - направо вниз и посмотреть вдаль на счет 1-6. Повторить 4-5 раз.

После 10-15 минут непрерывной работы за ПК необходимо делать перерыв для проведения физкультминутки и упражнений для глаз.

Слайд 40Теперь внимательно изучите «Правила поведения и техники безопасности в компьютерном классе для учащихся в кабинете информатики».
(Инструкция находится на каждом рабочем месте.)

2. Закрепление. Электронный тест

(Слайд 41) (kaminfschool.org.ru/index.php?option=com_der&view=test&kat=2:pourochnye-testy&rasdel=6:informatika-8-klass&Itemid=53&id=7:pourochnye-testy)

Учащиеся в парах выполняют тест за компьютером.(Используя локальную сеть ссылка на электронный тест выводится на экран)

IV. Д/з .(Слайд 42)
§1.1.1-1.1.4.

V. Итог урока.

Обсуждение результатов теста. Подведение итога урока. Выставление оценок.

На уроке мы узнали, что же такое информатика, для чего нужна эта наука, какими свойствами она обладает, какое место она занимает в природе, обществе и технике, какие действия можно совершать с информацией, что информацию можно разделит на входную и выходную. Как правильно организовать свое рабочее место, чтобы учиться было безопасно и интересно.