АВТОРСКАЯ ПРОГРАММА СРЕДНЕГО (ПОЛНОГО) ОБЩЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
ПО ИНФОРМАТИКЕ И ИНФОРМАЦИОННЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ
ДЛЯ ИНФОРМАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО
И ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОГО ПРОФИЛЕЙ
http://profil-ikt.narod.ru/program.rar
В. В. Белова, методист ГИМЦРО
Р. А. Еннер, учитель информатики школы №36
Е. Н. Ермакова, учитель информатики школы №43
Т. В. Каплина, учитель информатики школы №42
П. С. Краснов, зам.директора школы №53
С. В. Кулаков, учитель информатики школы №45
В. П. Колопатина, ведущий программист ГИМЦРО
А. В. Озерова, учитель информатики гимназии №5
Н. В. Петрова, методист ГИМЦРО
Н. Н. Пустоваченко, начальник отдела информатизации образования ГИМЦРО
А. А. Савенков, учитель информатики школы №23
Н. А. Терехова, методист ГИМЦРО
В. В. Терновых, учитель информатики гимназии №5,
члены городской творческой группы «Методическое обеспечение профильного обучения по информатике и ИКТ», г. Мурманск
Пояснительная записка
Программа по информатике и информационным технологиям составлена на основе федерального компонента государственного стандарта (профильный уровень) и примерной программы среднего (полного) общего образования по информатике и информационным технологиям (профильный уровень).
Программа рассчитана на два года обучения — в X и XI классах, по 4 ч в неделю, общим объемом 280 ч (предусматривается резерв времени в объеме 7 ч).
Программа включает в себя 11 тематических разделов:
Информация и информационные процессы (35 ч).
Введение в математическую логику и теорию автоматов (20 ч).
Элементы теории алгоритмов (8 ч).
Языки программирования (42 ч).
Алгоритмы и структуры данных (12 ч).
Объектно-ориентированное и визуальное программирование (10 ч).
Средства ИКТ (24 ч).
Информационные технологии управления. Процессы информатизации (26 ч).
Информационные технологии (56 ч).
Технологии создания и обработки текстовой информации (16 ч).
Обработка числовой информации (6 ч).
Технологии создания и обработки графической и мультимедийной информации (20 ч).
Технологии поиска и хранения информации (14 ч).
Моделирование и формализация (2 0 ч).
Телекоммуникационные технологии (20 ч).
Резерв (7 ч).
Для каждого тематического раздела ниже представлены основное содержание с распределением учебных часов, требования к уровню подготовки выпускников, тематическое планирование и список рекомендованной литературы.
Тема 1. Информация и информационные процессы (35 ч)
Содержание обучения
Виды информационных процессов (5 ч).
Процесс передачи информации. Сигнал, кодирование, декодирование, искажение информации. Системы кодирования. Язык как знаковая система. Передача и хранение информации в живых организмах.
Методы измерения количества информации(5 ч).
Вероятностный, алфавитный, содержательный подходы к измерению информации.
Системы счисления (11 ч).
История систем счисления. Позиционные системы счисления. Представление чисел в P-ичных системах. Единственность представления чисел в позиционных системах счислениях. Арифметические операции в позиционных системах счисления (+, –,*, /). Перевод чисел из одной позиционной системы счисления в другую.
Представление информации в компьютере (12 ч).
Дискретное (цифровое) представление текстовой, графической, звуковой и видеоинформации. Скорость передачи информации. Хранение информации. Накопители на магнитных и оптических дисках.
Информационные процессы человека (2 ч).
Восприятие, запоминание и обработка информации человеком. Пределы чувствительности и разрешающей способности органов чувств. Логарифмические шкалы восприятия, учет возможностей человека при создании средств информационных технологий и их интерфейсов.
Требования к знаниям и умениям выпускников
Учащиеся должны знать: виды и свойства источников и приемников информации; понятия: сигнал, кодирование и декодирование; способы кодирования и декодирования; понятия позиционной, непозиционной системы счисления; причины искажения информации при передаче; связь полосы пропускания канала со скоростью передачи информации; возможности использования компьютера для поиска, хранения, обработки и передачи информации; принципы представления числовой, графической, звуковой и видеоинформации.
Учащиеся должны уметь: представлять числа в развернутой и свернутой формах; переводить числа из одной позиционной системы счисления в другую; производить арифметические операции в различных системах счисления; кодировать и декодировать информацию; выделять информационный аспект в деятельности человека, информационное взаимодействие в простейших социальных, биологических и технических системах; оценивать числовые параметры информационных объектов и процессов, в частности, при рассмотрении выполнимости и выбора наиболее эффективного способа действия, определения состава и параметров необходимых средств информатизации для реализации проектов оценивать объем памяти, необходимый для хранения информации, и скорость передачи информации.
Тематическое планирование
Кол-во часов | Тема урока | Содержание |
1 | Вещественно-энергетическая и информационная картины мира. Основные понятия и задачи теории информации | Макромир и микромир. Мегамир. Вещество, энергия, физическое тело, физическое поле. Знания. Информационное общество |
1 | Виды информационных процессов. Информационные процессы в обществе. Особенности информационных процессов в вычислительной технике | Понятие информационного процесса. Принципиальная схема информационного процесса. Процессы передачи, представления и хранения информации |
2 | Процесс передачи информации. Сигналы и данные. Кодирование, декодирование, искажение информации. Системы кодирования. Скорость передачи информации | Источник, приемник информации. Сигнал, энергообмен, регистрация сигналов, кодирование, двоичное кодирование, сжатие. Декодирование. Машинный код, двоичный код. Введение бита как ячейки памяти. Пропускная способность канала передачи информации. Килобит/сек. Зависимость скорости передачи от используемой полосы частот. Искажение информации при передаче и при сжатии. Основные принципы построения сетей передачи данных |
1 | Язык как знаковая система. Передача и хранение информации в живых организмах | Язык (естественные и формальные языки), алфавит, азбука как система кодирования. Информация в природе. Генетическая информация. Генетический код |
4 | Методы измерения количества информации: вероятностный, алфавитный, содержательный подходы | Количество информации. Вероятность и равновероятность событий. Количество информации как мера уменьшения неопределенности знаний. Формула Шеннона |
1 | Контрольная работа № 1 |
|
1 | История систем счисления | Единичная система. Древнеегипетская десятичная непозиционная система. Вавилонская шестидесятеричная система. Римская система. Алфавитные системы. Индийская мультипликативная система. Появление нуля |
1 | Позиционные системы счисления | Система счисления, цифра, позиционная система счисления, непозиционная система счисления, базис, алфавит, основание |
1 | Представление чисел в Р-ичных системах | Развернутая форма записи числа, свернутая форма |
1 | Единственность представления чисел в позиционных счислениях | Теорема существования и единственности представления натурального числа в виде степенного ряда |
4 | Арифметические операции в позиционных системах счисления. (+, –, *, /) | Сложение, вычитание, умножение, деление чисел в различных системах счисления |
2 | Перевод чисел из одной позиционной системы счисления в другую | Перевод целого числа из Р-ичной системы счисления в десятичную. Перевод конечной Р-ичной дроби в десятичную. Перевод бесконечной периодической Р-ичной дроби в десятичную. Перевод целого числа из десятичной системы счисления в Р-ичную. Перевод конечной десятичной дроби в Р-ичную. Перевод бесконечной периодической десятичной дроби в Р-ичную. Перевод чисел из Р-ичной системы в Q -ичную |
1 | Контрольная работа № 2 |
|
2 | Процесс представления информации. Представление числовой информации | Представление целых и действительных чисел в компьютере. Мантисса, нормализованная форма. Дополнительный и обратный код, фиксированная запятая, плавающая запятая |
2 | Дискретное (цифровое) представление текстовой информации | Байт и символ. Кодировки. Ввод по коду. Числовой код символа, таблицы кодировок символов (системы кодирования, универсальная система кодирования текста) |
2 | Дискретное (цифровое) представление графической информации | Растр, принцип декомпозиции, система кодирования RGB . Пространственная дискретизация. Палитра цветов растрового изображения. Разрешающая способность экрана, глубина цвета, графический режим. Режимы кодировки цветного изображения |
2 | Дискретное (цифровое) представление звуковой информации | Аналоговая и дискретная форма информации. Дискретизация. Частота дискретизации. Глубина кодирования |
2 | Дискретное (цифровое) представление видеоинформации | Ключевой и разностный кадр. Форматы представления видеоданных ( AVI, Quick Time). Системы сжатия видеоизображений ( MPEG, DivX),подсистемы сжатия и восстановления видеоданных — кодеки |
1 | Хранение информации. Накопители на магнитных и оптических дисках | Информационная емкость носителей информации, аналоговые и цифровые носители |
1 | Контрольная работа № 3 |
|
1 | Восприятие, запоминание и обработка информации человеком | Человек как информационная система. Информационные процессы человека: особенности запоминания, обработки и передачи информации человеком. Система Интенсивного Восприятия Информации (ИВИ). |
1 | Пределы чувствительности и разрешающей способности органов чувств | Пределы чувствительности и разрешающей способности органов чувств. Логарифмические шкалы восприятия: звука, расстояния, времени. Влияние инфразвука на человека. Информационные технологии. Учёт возможностей человека при разработке средств ИТ. Программы для людей с ограниченными возможностями (со звуковым интерфейсом, запах, тактильные ощущения); программы для комплексного воздействия на все органы чувств (кроме вкуса). |
Литература
Андреева Е., Фалина И. Системы счисления и компьютерная арифметика. Изд. 2-е. М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2000.
Бешенков С. А. Информатика. Систематический курс: Учебник для 10 класса. М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2004.
Симонович С. В. Информатика. Базовый курс. Учебник для вузов. Изд 2-е. СПб.: Питер, 2005.
Угринович Н. Д. Информатика и информационные технологии. Учебник для 10—11 классов. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2003.
Тема 2. Введение в математическую логику и теорию автоматов (20 ч)
Содержание обучения
Алгебра высказываний (12ч).
Высказывания. Простые и сложные высказывания. Логические операции: инверсия, дизъюнкция, конъюнкция, импликация, эквиваленция. Основные свойства логических операций. Таблицы истинности. Эквивалентные высказывания. Тождественные высказывания. Законы логики. Тождественные преобразования сложных высказываний. Особенности тождественных преобразований в алгебре высказываний: склеивание и поглощение. Замена импликации и эквиваленции на конъюнкцию, дизъюнкцию и инверсию. Совершенные нормальные формы записи сложных высказываний в алгебре высказываний. Логические задачи.
Логика предикатов (4ч).
Понятие предиката. Логические операции над предикатами. Кванторы. Квантор всеобщности. Квантор существования. Равносильные формулы логики предикатов.
Логические основы построения ЭВМ (4 ч).
Автомат — преобразователь информации. Реализация логических операций средствами электроники. Логические элементы "И", "ИЛИ", "НЕ" как элементарные автоматы. Описание переключательных схем с помощью формул алгебры высказываний. Анализ, упрощение и синтез переключательных схем.
Требования к знаниям и умениям выпускников
Учащиеся должны знать: основные понятия формальной логики; основные операции и законы математической логики; назначение таблиц истинности; реализацию логических операций средствами электроники.
Учащиеся должны уметь: применять основные логические операции (инверсию, конъюнкцию, дизъюнкцию, импликацию, эквиваленцию); представлять логические выражения в виде формул и таблиц истинности; преобразовывать логические выражения; строить логические схемы из основных логических элементов по формулам логических выражений.
Тематическое планирование
Кол-во часов | Тема урока | Содержание |
2 | Алгебра высказываний. Основные операции алгебры высказываний | Что такое алгебра высказываний. Высказывание. Простое высказывание, сложное высказывание. Операции логического отрицания, дизъюнкции, конъюнкции, импликации, эквиваленции. Свойства логических операций |
3 | Таблицы истинности. Эквивалентные высказывания | Назначение и построение таблиц истинности. Эквивалентные высказывания. Эквиваленция и эквивалентность. Истинность высказываний. Совершенная дизъюнктивная нормальная форма (СДНФ), совершенная конъюнктивная нормальная форма (СКНФ) |
1 | Законы де Моргана. Тождественность высказываний | Тавтологии. Доказательство тавтологий. Тождественно истинные и тождественно ложные высказывания |
1 | Законы логики | Законы тождества, противоречия, исключенного третьего, двойного отрицания, идемпотентности, коммуникативности, ассоциативности, дистрибутивности, де Моргана. |
1 | Упрощение формул | Замена импликации и эквиваленции на конъюнкцию, дизъюнкцию и инверсию. Законы логики. |
1 | Контрольная работа № 1 | Доказательство эквивалентности. Доказательство тавтологии. Установление истинности высказывания. Формализация высказывания. Преобразование логических выражений |
3 | Решение логических задач | Решение логической задачи с помощью рассуждений. |
2 | Понятие предиката. Логические операции над предикатами
| Субъект, предикат. Одноместный предикат. Многоместный предикат. Область определения предиката. Логические операции над предикатами |
2 | Кванторы. Квантор всеобщности. Квантор существования. Равносильные формулы логики предикатов | Кванторы. Квантор всеобщности. Квантор существования. Понятие формулы логики предикатов. Значение формулы логики предикатов. Равносильные формулы логики предикатов |
1 | Логические основы построения ЭВМ | Логические элементы И, ИЛИ, НЕ: структурные и функциональные схемы, принцип работы |
1 | Структурные формулы и функциональные схемы | Формы описания логических устройств: структурные формулы, функциональные схемы |
1 | Решение задач повышенной сложности | Построение и преобразование логических выражений. Вычисление значения логического выражения. Построение для логической функции таблицы истинности и логической схемы. Решение системы логических уравнений |
1 | Контрольная работа № 2 | 1. Решение логической задачи. |
Литература
Босова Л. Л. Арифметические и логические основы ЭВМ: Серия "Информатика в школе". М.: Информатика и образование, 2000.
Депман И. Я. Первое знакомство с математической логикой. Л.: Знание, 1965.
Касаткин В. Н. Введение в кибернетику: Пособие для факультативных занятий в 9 кл. 3-е изд., перераб. и доп. К.: Рад. шк., 1986.
Касаткин В. Н. Информация, алгоритмы, ЭВМ: Пособие для учителя. М.: Просвещение, 1991.
Казанский А. А., Ларина Л. В. Применение алгебры логики для решения комбинаторных задач // Информатика. 2000. № 14.
Казанский А. А., Ларина Л. В. Перечисление булевых функций // Информатика. 2001. № 15.
Кутасов А. Д. Элементы математической логики. М.: Просвещение, 1977.
Лавров И. А., Максимова Л. Л. Задачи по теории множеств, математической логике и теории алгоритмов. М: Наука, 1975.
Лихтарников Л. М., Сукачева Т. Г. Математическая логика: Курс лекций. СПб.: Лань, 1998.
Логика // Информатика. 1995. № 39 (40).
Лыскова В. Ю., Ракитина Е. А. Применение логических схем понятий в курсе информатики // Информатика и образование. 2000. № 1.
Лыскова В. Ю., Ракитина Е. А. Логика в информатике. М.: Лаборатория Базовых знаний, 2001.
Онегов В. А. Решение логических задач средствами алгоритмического языков // Информатика. 2000. № 6.
Никольская И. Л. Математическая логика: Учебник. М.: Высшая школа, 1981.
Пустоваченко Н. Н. Логические задачи как форма контроля знаний // Информатика в школе. 2005. № 6.
Ракитин В. И. Логические задачи на вступительных экзаменах по информатике // Информатика. 1999. № 17—19.
Шуцукова Л. З. Решение логических задач средствами алгебры логики // Информатика. 1999. № 5.
Шауцукова Л. З. Информатика: Учеб. пособие для 10—11 кл. общеобразовательных учреждений. М.: Просвещение, 2000.
Яснева Г. Г. Задачи по алгебре логики // Информатика и образование. 2001. № 1.
www. gmcit. murmansk. ru
Тема 3. Элементы теории алгоритмов (8 ч)
Содержание обучения
Алгоритмы над словами. Нормальный алгоритм Маркова. Воображаемая машина Тьюринга.
Требования к знаниям и умениям выпускников
Учащиеся должны знать: обобщенные понятия алфавита, слова, преобразования слов; понятие о композиции алгоритмов; понятие об ассоциативности исчисления; тезис Маркова; понятие о машине Тьюринга.
Учащиеся должны уметь: выполнять алгоритмы над словами; самостоятельно строить алгоритмы над словами; применять тезис Маркова к решению задач над словами; читать программу машины Тьюринга; строить программу для машины Тьюринга при решения задач.
Тематическое планирование
Кол-во часов | Тема урока | Содержание |
2 | Алгоритмы над словами | Алфавит, буква, слово, вхождение слов, преобразования слов, подстановка, заключительная подстановка, композиция алгоритмов, эквивалентные слова, ассоциативное исчисление |
2 | Нормальный алгоритм Маркова | Нормальная схема. Тезис Маркова |
3 | Воображаемая машина Тьюринга | Машина Тьюринга, алфавит |
1 | Самостоятельная работа |
|
Литература
Котов В. М., Волков И. А., Лапо А. И. Методы алгоритмизации: Учебное пособие для 9 класса общеобразовательной школы с углубленным изучением информатики. Мн.: Народна асвета, 1997.
Котов В. М., Мельников О. И. Информатика. Методы алгоритмизации: Учебное пособие для 10—11 кл. общеобразовательных школ с углубленным изучением информатики. Мн.: Народна асвета, 2000.
Макаренков Ю. А., Столяр А. А. Что такое алгоритм? Беседы со старшеклассниками. Мн.: Народна асвета, 1989.
Тема 4. Языки программирования (42 ч)
Содержание обучения
Структура программы. Типы данных. Выражения в языке программирования. Основные операторы языка. Этапы разработки программ. Структурированные типы данных. Вспомогательные алгоритмы. Организация работы с файлами. Стандартные библиотечные модули. Управление текстовым режимом работы монитора. Графика в языке программирования. Организация работы с модулями.
Требования к знаниям и умениям выпускников
Учащиеся должны знать: стратегию проектирования, методы конструирования алгоритмов; базовые принципы построения рациональных алгоритмов; критерии хорошего алгоритма; типы данных и переменных; методы структурного нисходящего программирования; структуры, объединения, массивы; как создавать и пользоваться символьными строками; как выполнять чтение и запись файлов на диске;
Учащиеся должны уметь: разрабатывать алго… Продолжение »