Разработка электронных образовательных ресурсов и методика их применения на примере темы "Аппаратное обеспечение компьютера" в 7–9 классах

электронный учебный информационный компьютер

Актуальность данной работы заключается в необходимости и целесообразности использования в учебном процессе средней школы электронных образовательных ресурсов (ЭОР) и учебно-методических комплексов (УМК), в роли которых может выступать информационная система (ИС) учебного назначения.

Создание УМК, как подвида ЭОР, в электронном виде, остается чрезвычайно актуальной задачей.

Это учебные материалы в новой форме, объединяющие достоинства традиционных учебников и возможности современных компьютерных технологий.

Электронные учебно-методические материалы позволяют осуществлять:

1. Автоматизацию и интенсификацию педагогического труда.

2. Простоту хранения больших информационных массивов.

3. Использование гипертекстового и мультимедийного представления информации.

4. Учет индивидуальных способностей обучающегося (индивидуальная учебная траектория).

5. Комфортность в работе за счет создания дружественного интерфейса. Исходя из вышеперечисленного, повышается актуальность создания, внедрения и использования электронных учебно-методических комплексов (ЭУМК) как для учащихся, так и для преподавателя.

Мы все сейчас живем в мире, где чрезвычайно важно умение мыслить, прогнозировать и принимать решения, создавать, искать и воплощать новое, осваивать и использовать сложные технические устройства, «видеть» то, чего еще никто не видел, говорить с тысячами людей. Перечисленные умения невозможно приобрести и развить без фундаментальных знаний в области информатики, широкого кругозора, понимания ключевых подходов и технологий работы с информацией. Подобные умения - одни из главных средств адаптации личности в мире, движущемся по пути к глобальному информационному обществу. Поэтому стандартные методы обучения не могут в достаточной степени обеспечить развитие необходимых навыков самостоятельной работы, творческих навыков у детей, которые необходимы им для дальнейшего развития [9].

Задачей учителя на уроках информатики является формирование компетенций, знаний, формирование умений и навыков с использованием различных методов обучения, в том числе и с использованием ЭОР, ЭУМК, ИС учебного назначения и их выбор очень важен. В нынешней среде обучения особое внимание стоит уделить обучению с использованием электронных образовательных ресурсов.

Согласно Федеральному государственному образовательному стандарту (ФГОС), «ЭОР (электронные образовательные ресурсы) - это учебные материалы, для воспроизведения которых используются электронные устройства.

Иногда ЭОР называют цифровыми образовательными ресурсами (ЦОР), подразумевая, что компьютер использует цифровые способы записи / воспроизведения. Однако аудио / видео компакт-диски (CD) также содержат записи в цифровых форматах, так что введение отдельного термина и аббревиатуры ЦОР не даёт заметных преимуществ.

Таким образом, тема данной исследовательской работы является актуальной и очевидно, что разработка и внедрение ЭОР в учебный процесс средней школы по информатике необходимы и целесообразны.

Анализируя научно-методическую литературу несложно выявить некоторое противоречие, заключающееся в том, что при достаточно большом многообразии ЭОР по школьному курсу информатики довольно непросто найти и выделить наиболее эффективные при обучении в средней школе.

Отсюда, проблема исследования заключается в необходимости структуризации учебно-методических материалов ЭОР с одной стороны и недостаточной проработанности данного вопроса - с другой.

Для полного усвоения материала ученикам необходимы материалы, объединенные в одну систему. При этом одна из задач учителя - совмещать на своих уроках как традиционные средства обучения, так и обучение с использованием ЭОР.

Цель исследования

Отобрать содержание, разработать структуру и реализовать ИС учебного назначения как подвида ЭОР и ЭУМК, а также описать методику ее применения на уроках информатики в 7-9 классах на примере темы «Аппаратное обеспечение компьютера».

Объект исследования

Процесс обучения информатике в 7-9 классах основной школы. Предмет исследования

Структура и содержание ИС учебного назначения «Аппаратное обеспечение компьютера» как подвида ЭОР, ЭУМК и методические рекомендации по ее использованию в 7-9 классах основной школы.

Гипотеза исследования состоит в том, что разработанная ИС учебного назначения «Аппаратное обеспечение компьютера» как подвид электронного учебно-методического комплекса при использовании в учебном процессе основной школы будет способствовать:

1) более эффективному усвоению учебного материала по теме «Аппаратное обеспечение компьютера» как на уроках информатики, так и при самостоятельной работе учащихся 7-9 классов;

2) повышению уровня мотивации по теме «Аппаратное обеспечение компьютера» у учащихся 7-9 классов.

Для достижения поставленной цели и на основании выдвинутой гипотезы были сформулированы следующие задачи:

1. Изучить и проанализировать научную, методическую и техническую литературу по теме исследования.

2. Отобрать содержание, построить структуру и реализовать ИС учебного назначение «Аппаратное обеспечение компьютера» как подвид ЭУМК.

3. Выбрать и обосновать использование программных средств на этапах проектирования и разработки ИС учебного назначения «Аппаратное обеспечение компьютера».

4. Разработать методические рекомендации по теме «Аппаратное обеспечение компьютера» с использованием разработанной ИС учебного назначения.

5. Апробировать разработанную ИС учебного назначения и методические рекомендации по теме «Аппаратное обеспечение компьютера» в 7-9 классах основной школы.

Методы исследования

Теоретические - изучение и анализ научно-педагогической, технической литературы по проблеме исследования; обзор нормативных документов (ФГОС ООО, ФГОС СОО, учебников по информатике для основной школы, учебников по информатике для старшей школы, примерного учебного плана, авторских программ дисциплины).

Эмпирические - беседа, наблюдение, тестирование, педагогический эксперимент; статистические методы обработки результатов исследования.

Практическая значимость

Практическая значимость исследования заключается в том, что разработанная ИС учебного назначения будет универсальна для обучения в 7-9 классах по теме «Аппаратное обеспечение компьютера», а учебно-методические материалы будут являться основой для разработки ИС учебного назначения по другим темам дисциплины «Информатика и ИКТ» и будут предоставлять возможность самостоятельной работы учащихся.

На защиту выносятся:

1. Структура и содержание ИС учебного назначения «Аппаратное обеспечение компьютера».

2. Методические рекомендации по применению ИС учебного назначения «Аппаратное обеспечение компьютера» в 7-9 классах основной школы.

Структура работы состоит из двух глав, первая глава содержит три параграфа, вторая глава три параграфа, заключения, списка использованной литературы и приложений.

Первая глава посвящена научно-теоретическим основам электронного учебно-методического комплекса. В данной главе описывается проектирования структура и этапы разработки УМК как подвида ЭОР, а также ЭУМК как информационная система учебного назначения.

Во второй главе представлен практический материал по разработке ИС учебного назначения «Аппаратное обеспечение компьютера» как подвида ЭУМК.

Учебно-методический комплекс - это система нормативной и учебно - методической документации, средств обучения и контроля, необходимых и достаточных для качественной реализации дополнительных образовательных программ, в соответствии с учебным планом.

По определению ФЗ «Об информации, информатизации и защите информации» от 25 января 1995 г., информатизация представляет собой «организационный социально-экономический и научно-технический процесс создания оптимальных условий для удовлетворения информационных потребностей и реализации прав граждан, органов государственной власти, органов местного самоуправления, организаций, общественных объединений на основе формирования и использования информационных ресурсов». Следовательно, информатизация общества связана с расширением сферы применения информационных и коммуникационных технологий. Исходя из этого, вопрос применения информационных и коммуникационных технологий в системе образования на всех его уровнях является актуальным на данный момент.

Очевидно, что грамотное применение современных средств информационных и коммуникационных технологий позволяет не только существенно повысить качество обучения даже в условиях снижения объемов отпущенного на преподавание информатики учебного времени, но и облегчить работу самого учителя [17].

На сегодняшний день работы в области качества образования развиваются в двух основных направлениях:

- процессный (технологический) подход, сосредотачивающий внимание на качественных характеристиках образовательных процессов;

- компетентностный подход, расставляющий акценты на качественных характеристиках субъектов образовательной деятельности.

В образовательной системе эти два подхода взаимосвязаны и развиваются параллельно друг другу. Интегрирующим элементом может стать электронный учебно-методический комплекс [1].

Электронный учебно-методический комплекс (ЭУМК) - программный мультимедиа продукт учебного назначения, обеспечивающий непрерывность и полноту дидактического цикла процесса обучения и содержащий организационные и систематизированные теоретические, практические, контролирующие материалы, построенные на принципах интерактивности, информационной открытости, дистанционности и формализованности процедур оценки знаний [4].

ЭУМК, прежде всего как учебное средство, должен отвечать традиционным дидактическим и методическим принципам:

– научность: достаточная глубина, корректность и научная достоверность изложения содержания учебного материала;

– доступность: соответствие теоретической сложности и глубины изучения учебного материала сообразно возрастным и индивидуальным особенностям учащихся;

– наглядность: учет чувственного восприятия изучаемых объектов, их макетов или моделей;

– сознательность: обеспечение средствами ЭУМК самостоятельных действий учащихся по извлечению учебной информации при четком понимании конечных целей и задач учебной деятельности;

– систематичность и последовательность: последовательность усвоения учащимися определенной системы знаний в изучаемой предметной области.

Как разновидность программного средства ЭУМК должен соответствовать эргономическим и технико-технологическим требованиям:

– гармоничная цветовая гамма и композиция элементов обучения;

– «дружественный» интерфейс для обучающегося при взаимодействии с компьютерной средой обучения ЭУМК;

– удобства установки / запуска;

– многоплатформенности (возможности настройки работы ЭУМК под аппаратно-программную среду персонального компьютера учащегося) и др.

В то же время ЭУМК является разновидностью программного средства учебного назначения - программного средства, в котором отражается некоторая предметная область, в той или иной мере реализуется технология ее изучения, обеспечиваются условия для осуществления различных видов учебной деятельности. В связи с этим выделим специальные дидактические требования, которым должен отвечать ЭУМК:

– активность учащегося: ЭУМК должен активизировать познавательную деятельность учащихся на основе использования активных методов обучения;

– профессиональная направленность: ЭУМК должен ориентировать учащегося на будущую профессиональную деятельность, на овладение профессиональными компетенциями за счет использования индивидуальных творческих профессионально-ориентированных заданий;

– актуальность и полнота информации: электронный способ хранения данных позволяет постоянно обновлять информацию в ЭУМК, т.е. делать данные актуальными, материалы ЭУМК должны отвечать запросам учащихся и постоянно дополняться;

– оптимизация учебного процесса: ЭУМК должен быть ориентирован на оптимальное достижение учебных целей, преподаватель должен четко определить учебные цели и в соответствии с ними оптимальные средства достижения: учебно - методическое обеспечение, использование новой технологической основы взамен традиционных средств обучения;

– индивидуализация обучения: ЭУМК должен предоставлять возможность выбора учащимися собственной траектории, темпа обучения, корректировки процесса обучения по результатам промежуточного контроля;

– комплексный характер: ЭУМК дисциплины должен содержать методическое обеспечение ко всем видам и формам учебной деятельности учащегося;

– единство требований к структуре и оформлению: наличие единых требований к оформлению материалов ЭУМК, учитывая совместимость современного программного обеспечения, позволит организовать междисциплинарные и межпредметные связи с ЭУМК по другим дисциплинам;

– свободный доступ к материалам комплекса: на наш взгляд, такой точкой свободного доступа к материалам ЭУМК может стать кафедральный или факультетский сайт, либо компьютерные классы образовательного учреждения [21]. Преимуществом электронного учебно-методического комплекса является наличие сгруппированного материала, который включает в себя программы лекций и практических занятий, темы рефератов, программы экзаменов и зачетов, а так же методические рекомендации учащимся по освоению учебных дисциплин, списки рекомендуемой литературы. Предоставление материала в презентационной форме даст возможность стимулировать предметно-образную память у школьников, познавательную и творческую их активность, позволяя увеличить коэффициент усваиваемого учебного материала, повышая интерес обучаемых к преподаваемому предмету. Преподавателю предоставляется возможность быстрого и объективного анализа знаний учащихся, при оценке которых полностью исключается его субъективное отношение к учащемуся.

Электронное учебное издание представляет собой особым образом структурированную информацию по учебному курсу, обеспечивающую реализацию дидактических возможностей во всех звеньях дидактического цикла процесса обучения: постановку познавательной задачи; предъявление содержания учебного материала; организацию применения первично полученных знаний (организацию деятельности по выполнению отдельных заданий, в результате которой происходит формирование научных знаний); обратную связь, контроль деятельности обучаемых; организацию подготовки к дальнейшей учебной деятельности (задание ориентиров для самообразования, для чтения дополнительной литературы). При этом законченное и полное электронное учебное издание, обеспечивая непрерывность и полноту дидактического цикла процесса обучения, предоставляет теоретический материал, организует тренировочную учебную деятельность и контроль уровня знаний, информационно-поисковую деятельность. Электронное учебное издание полностью или частично заменяет или дополняет основной учебник В зависимости от масштаба охватываемой предметной области различают электронные учебно-методические комплексы по отдельной учебной дисциплине (ЭУМКД) и электронные учебно-методические комплексы по специальности (направлению) (ЭУМКС). Состав учебно-методического комплекса определяется содержанием рабочей программы по соответствующей дисциплине. Электронный учебно-методический комплекс - электронная версия учебно-методических материалов, включающая традиционные учебно-методические комплексы по дисциплинам учебного плана, учебно-методические комплексы по видам практик и учебно-методические комплексы по итоговой государственной аттестации выпускников.

Достоинства ЭУМК:

1. Разнообразие форм представления информации подразумевает применение аудио-, видео-, графической информации, схем, чертежей и т.п.

2. Дифференциация обучения, которая заключается в разделение заданий по уровню сложности, учет индивидуальных особенностей обучаемого

3. Интенсификация самостоятельной работы учащихся, которая заключается в усилении деятельности самообучения, самоконтроля, самооценки обучаемого.

4. Повышение мотивации, интереса и познавательной активности за счет разнообразия форм работы, возможности включения игрового момента и использование различных форм представления информации

5. Своевременная и объективная оценка результатов деятельности учеников Несмотря на широкие возможности ЭУМК, существуют проблемы, которые возникают как при подготовке к урокам с их применением, так и во время их проведения:

1. Недостаточная компьютерная грамотность некоторых преподавателей.

2. Сложности в интеграции ИКТ в поурочную структуру занятий.

3. Отсутствие доступа к кабинету информатики.

4. Недостаточная мотивация к работе у учащихся и, как следствие, частое их отвлечение на игры, музыку, проверку характеристик ПК и т.п.

5. Недостаточное количество доступной литературы по вопросам применения ЭУМК в учебном процессе.

Основной проблемой создания ЭУМК является огромный объем работы, связанный с разработкой подобного обучающего ресурса; поэтому при его проектировании и разработке должны быть учтены фундаментальные принципы педагогики, дидактики, методики, психологии, эргономики, информатики и других наук. В данной работе рассматриваются возможности применения основных дидактических принципов обучения при разработке ЭУМК [4].

Программно-техническое обеспечение, используемое для создания ЭУМК, может быть разнообразным, это определяется возможностями и задачами, реализуемыми преподавателем в содержательной части ЭУМК. Наиболее распространенные в силу простоты это Microsoft Power Point, а так же программы с основами языка разметки гипертекста (HTML - Hyper Text Markup Language), применяемые по поиску, приему и передаче необходимой информации в международной сети Internet. Соответствующий комплект компакт-дисков можно будет использовать как преподавателями, так и учащимся во время самостоятельной подготовки к занятиям. Включение в материал ЭУМК предварительно подготовленных видеороликов наглядно воспроизводящих реальный эксперимент, позволяет не в ущерб наглядности сэкономить соответствующие реактивы - немаловажный фактор в условиях проблем с финансированием, а так же не требует создание специальных лабораторных условий. Тесты, включаемые в ЭУМК, предполагающие выбор правильного или неправильного ответа из нескольких представленных могут быть полезными для определения исходного уровня знаний и заключительных тестов после изучения отдельных тем. Электронный учебно - методический комплекс должен предоставляться учащимся на внешнем носителе и свободно распространяться по локальной сети и глобальной сети Интернет. Информационный банк дисциплины (электронные учебники и пособия, демонстрации, тестовые и другие задания, примеры уже выполненных проектов), входящий в состав электронного учебно-методического комплекса, необходимо постоянно обновлять и пополнять. Электронные учебники могут быть использованы как при проведении аудиторных занятий, так и для самостоятельной работы учащихся[16].

За последние годы существенно изменилась технологическая основа ЭУМК. На смену комплексам, содержащим текстографическую информацию, приходят мультимедийные и интерактивные комплексы, содержащие звук, анимацию, видео, виртуальные лабораторные практикумы, модули поисковых и экспертных систем и реализующие через внутренние программно-дидактические алгоритмы, нелинейное взаимодействие учащийся - педагог - учебный материал [3].

Принципиальные отличия ЭУМК от традиционных УМК:

- интерактивность: способность УМК реагировать на запросы учащихся, создавая возможность диалога с обучающей системой;

- интеграция: возможность включения в состав ЭУМК ссылок на другие электронные источники информации;

- актуализация: возможность своевременного обновления учебно - методического материала;

- адаптация: возможность ЭУМК «подстраиваться» под индивидуальные возможности и потребности учащегося, за счет предоставления различных траекторий изучения предметного материала, различных уровней сложности контролирующих заданий;

- визуализация: возможность использования цветового оформления материала, включения в ЭУМК анимации, видео и других фрагментов [21].

Вывод: Использование ЭУМК в процессе обучения в последние годы растет. Это связано с развитием информационных технологий и информатизацией общества в целом. ЭУМК принципиально отличаются от традиционных УМК, имеют как достоинства, так и недостатки.

1.2 Структура электронного учебно-методического комплекса (ЭУМК)

Структура - взаимное расположение частей, составляющих одно целое [18].

Состав учебно-методического комплекса определяется содержанием рабочей программы по соответствующей дисциплине.

Исходя из сущности ЭУМК как учебного средства, обеспечивающего полный дидактический цикл обучения в рамках конкретной дисциплины, можно выделить следующую структуру ЭУМК (Рис. 1.):

Рис. 1. Структурное представление ЭУМК

Опираясь на приведенную выше схему [22], ЭУМК может включать в себя следующие блоки, каждый из которых выполняет определенные задачи:

- входной блок: подготовка учащегося к изучению дисциплины;

- обучающий блок: обеспечение условий для изучения дисциплины;

- блок самоконтроля: развитие самостоятельности учащегося на основе средств самоконтроля и самокорректировки;

- исследовательский блок: развитие научно-исследовательских умений учащегося;

- итоговый блок: оценка результатов обучения [21].

ЭУМК строится по блочно-модульному принципу в виде отдельных элементов или файлов, образующих логико-иерархическую структуру, что способствует упрощению изучения и поиска информации в разделах и теме учебно - методического пособия.

Так, основные этапы разработки ЭУМК включают в себя:

6. Целевой компонент;

7. Психологическое обоснование разработки;

8. Основное содержание материала по теме;

9. Средства итогового контроля знаний и оценки результатов изучения курса;

10. Создание электронной оболочки УМК.

После создания учебно-методический комплекс проверяется в учебном процессе, в ходе которого, анализируя результаты текущего контроля учащихся, вносятся коррективы. После проверки учебно-методический комплекс при необходимости редактируется, дополняется и окончательно утверждается, таким образом, он постоянно совершенствуется и дополняется [15].

Таблица 1

Средства создания ЭУМК можно разделить на группы, используя комплексный критерий, включающий такие показатели, как:

· назначение и выполняемые функции;

· требования к техническому обеспечению;

· особенности применения.

В соответствии с указанным критерием возможна следующая классификация:

? традиционные алгоритмические языки;

? инструментальные средства общего назначения;

? средства мультимедиа;

? гипертекстовые и гипермедиа средства.

Критериями выбора инструментальных программных средств и технологий создания ЭУМК могут выступать:

– многоплатформенность: возможность использования ЭУМК на компьютерах с различными аппаратными конфигурациями, системным программным обеспечением;

– простота установки / использования ЭУМК: ЭУМК не должен создавать неудобств пользователю при его использовании;

– невысокая ресурсоемкость: ЭУМК не должен быть требователен к ресурсам компьютера, если в этом нет крайней необходимости, выбранные инструментальные программные средства должны оптимальным образом выполнять возложенные функции;

– стоимость: широкий спектр современных языков программирования и авторских средств разработки, предназначенных именно для создания ЭУМК, имеет самый разнообразный ценовой диапазон. Среди инструментальных программных средств имеются и бесплатные [22].

Вывод: ЭУМК имеет сложную структуру, состоящую из блоков, каждый из которых выполняет определенные задачи. Разработка ЭУМК состоит из пяти этапов, после чего производится апробация. При создании ЭУМК следует опираться на комплексный критерий.

Электронный учебно-методический комплекс разработан для преподавания темы «Аппаратное обеспечение компьютера» для учащихся 7-9 классов.

Цель создания данного ЭУМК - разработка ресурса, на базе которого преподаватель сможет обучать учащихся 7-9 классов теме «Аппаратное обеспечение компьютера».

Задачи:

1. Формирование у учащихся понятийного аппарата

2. Формирование базовых навыков и умений по соблюдению требований техники безопасности, гигиены и ресурсосбережения при работе со средствами информатизации

2. Формирование представления об устройстве современных компьютеров, о тенденциях развития компьютерных технологий

3. Проверка полученных знаний [20]. После изучения курса учащийся будет: знать:

— конфигурацию ПК; понятия классификаций различных устройств ПК;

— такие понятия, как хранение данных и память;

— требования техники безопасности и факторы возможного вредного влияния компьютера на состояние здоровья.

уметь:

— различать достоинства и недостатки тех или иных устройств;

— четко формулировать функциональное назначение каждого устройства;

— уметь сравнить основные параметры типов устройств хранения данных - дискета, zip-диск, кассета стримера, СD-ROM, внутренний и внешний жесткий диск.

иметь представление:

— об основных понятиях информационных технологий;

— об аппаратном обеспечении компьютера;

— быть в состоянии привести примеры применения компьютеров в повседневной жизни;

— об устройствах, являющихся одновременно устройствами ввода и вывода - сенсорный экран.

ЭУМК по теме «Аппаратное обеспечение компьютера» будет состоять из:

1. Теоретической части, куда будут входить конспекты уроков и презентации

2. Практической части, которая будет содержать расчетные задачи и практические работы

3. Контролирующей части, состоящей из тестов и контрольной работы Теоретическая часть включает в себя изучение элементов, входящих в данную тему, на практических занятиях знание базовых положений углубляется и закрепляется на конкретных заданиях, практических работах, тестах, различных форм промежуточного контроля.

Технология отбора содержания и разработки ЭОР, используемых в образовательном процессе, опирается на условное разделение совокупности формируемых компетенций на две части.

Первая часть может быть представлена в виде информации и передана обучающимся с помощью электронных средств обучения декларативного типа (тексты, ссылки на сайты, информационные источники и др.).

Вторая часть представляет собой различные формы личностного опыта (умения, способности, навыки), которые могут быть сформированы у обучающихся в ходе их самостоятельной деятельности по решению учебных задач при поддержке электронных средств обучения процедурного типа. Проблемы разработки и использования электронных средств обучения остаются актуальными на протяжении всего периода внедрения информационных технологий в образовательный процесс. В настоящее время появилось много электронных обучающих ресурсов самого разного назначения и уровня, вследствие чего у преподавателей возникает возможность выбора готовых программных средств с целью повышения качества образовательного процесса [10].

Исходя из принципа системности, целесообразно рассмотреть раскрытие темы «Аппаратное обеспечение компьютера» в учебниках по информатике для основной школы (7-9 классов), т.е. рассмотрим, как различные авторы существующих на сегодняшний день учебников рассматривают тему «Аппаратное обеспечение компьютера», когда изучается данная тема, сколько часов отводится на ее изучение (Таблица 2).

Таблица 2

Проанализировав учебники основной школы, был сделан вывод, что тема «Аппаратное обеспечение компьютера» рассматривается, частично, в 5 классе (для формирования общего представления), более углубленно она изучается в 7 классе (Л.Л. Босова, Н.Д. Угринович, И.Г. Семакин), а также в 8-9 классах (Н.В. Макарова).

Рассмотрим раскрытие темы «Аппаратное обеспечение компьютера» в различных учебниках по информатике для старшей школы (10-11 классов).

Для этого проанализируем учебники для старшей школы нескольких авторов, а именно:

1. К.Ю. Поляков (10 класс, углубленный уровень, 2015) тема «Аппаратное обеспечение компьютера» представлена в конце учебника в главе 5 «Как устроен компьютер» и включает в себя 7 параграфов.

Программа рассчитана на 136 часов (по 4 часа в неделю).

Из рабочей программы можно заметить, что на всю тему отведено 9 часов, а на каждый параграф отводится один урок.

2. И.Г. Семакин Информатика. Углубленный уровень: учебник для 10 класса в 2 ч., (Ч. 2) тема представлена параграфом 2.5. «Персональный компьютер и его устройство» в Главе 2 «Компьютер»;

3. И.Г. Семакин Информатика и ИКТ. Профильный уровень: учебник для 10 класса тема представлена двумя параграфами: «Персональный компьютер и его устройство», «Логические основы компьютера») в Главе 2 «Компьютер»;

4. Н.Д. Угринович Информатика и ИКТ. Профильный уровень: учебник для 10 класса тема представлена тремя параграфами: «Магистрально-модульный принцип построения компьютера», «Процессор и оперативная память», «Внешняя (долговременная память)» в Главе 1;

5. И. Калинин, Н.Н. Самылкина Информатика. Углублённый уровень: учебник для 10 класса тема представлена четырьмя параграфами: «Логические элементы и схемы. Типовые логические устройства компьютера», «Типовые логические устройства компьютера: триггер, регистры, дешифраторы», «Технология производства микросхем», «Архитектура компьютеров» в Главе 2 «Компьютер как устройство обработки информации».

Рассмотрев учебники для старшей школы можно увидеть, что данная линия рассматривается в учебниках 10 класса. В учебнике Н.Д. Угриновича Информатика и ИКТ. Базовый уровень: учебник для 11 класса тема раскрыта на повторение, после нее сразу же идет практическая работа «Сведения об архитектуре компьютера».

В учебниках для 10 класса, рекомендованных и допущенных Минобрнауки, на рассмотрение данной темы авторы выделяют от 3 до 6 часов на углубленном уровне и 4 часа на базовом уровне.

Заканчивая основную школу, учащиеся имеют общие знания по данной теме, в старшей школе вводятся более сложные понятия и эта тема изучается более углубленно в зависимости от уровня (базового, профильного, углубленного).

При обучении учащихся теме «Аппаратное обеспечение компьютера» учитель использует все возможные методы, формы и средства обучения на уроке, но также желательно активно использовать наглядный материал, в данном случае, презентации и различные ЭОР из Единой коллекции Цифровых Образовательных ресурсов для лучшего усвоения знаний учащимися.

Содержание ЭУМК.

Теоретическая часть состоит из уроков, ориентированных на обучение по базовому уровню. Конспекты уроков составлены по следующим разделам:

Конспект урока по теме «История развития вычислительной техники»

Цель урока: познакомить учащихся представление о том, какие этапы развития прошла вычислительная техника дать классификацию ЭВМ по элементной базе.

Компьютерная программа: Microsoft Access, Microsoft Office PowerPoint (для презентации)

Цели (ФГОС):

· Личностные

1) сформированность мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки и техники;

2) готовность и способность к образованию, в том числе самообразованию, на протяжении всей жизни; сознательное отношение к непрерывному образованию как условию успешной профессиональной и общественной деятельности;

3) навыки сотрудничества со сверстниками, детьми младшего возраста, взрослыми в образовательной, учебно- исследовательской, проектной и других видах деятельности;

4) осознанный выбор будущей профессии и возможностей реализации собственных жизненных планов; отношение к профессиональной деятельности как возможности участия в решении личных, общественных, государственных, общенациональных проблем.

· Предметные

1) сформированность представлений о роли информации и связанных с ней процессов в окружающем мире;

2) владение системой базовых знаний, отражающих вклад информатики в формирование современной научной картины мира;

3) сформированность представлений о важнейших видах дискретных объектов и об их простейших свойствах, алгоритмах анализа этих объектов, о кодировании и декодировании данных и причинах искажения данных при передаче;

4) сформированность базовых навыков и умений по соблюдению требований техники безопасности, гигиены и ресурсосбережения при работе со средствами информатизации;

5) сформированность представлений об устройстве современных компьютеров, о тенденциях развития компьютерных технологий; о понятии «операционная система» и основных функциях операционных систем; об общих принципах разработки и функционирования;

Оборудование: ПК, проектор, презентация

Тип урока: лекция

Основные понятия: ЭВМ, компьютер, архитектура.

План урока

1. Организационный момент (1 мин)

2. Постановка проблемы (2 мин)

3. Изучение нового материала (25 мин)

4. Домашнее задание (2 мин)

5. Тест (15 мин)

Организационный этап урока	Деятельность учителя	Деятельность учащихся
Организационный момент	Приветствие, объявление темы урока	Приветствуют учителя, садятся на места
Постановка проблемы	Добрый день. Сегодня мы с вами поговорим об истории развития вычислительной техники. В отечественной технической литературе приблизительно до 80-х годов прошлого века везде использовался термин «электронная вычислительная машина» (ЭВМ). Позднее это словосочетание стало постепенно вытесняться новым более коротким названием «компьютер». Все разновидности современной вычислительной техники сейчас называются только компьютерами, но, тем не менее, старые модели по традиции именуются ЭВМ. Мы с вами поговорим о четырех поколениях ЭВМ и о развитии возможностей от поколения к поколению.	Слушают задания
Изучение	нового	Как вы думаете, когда появились первые ЭВМ?	Высказывают	свои
материала	Давайте посмотрим, кто же положил начало разработке и появлению первых ЭВМ. Первая механическая машина была изготовлена известным французским ученым Блезом Паскалем в 1645 г. В честь него, как вы знаете, назван один из языков программирования - Паскаль. Идея о реализации вычислений в автоматическом режиме впервые была предложена и детально развита английским ученым Чарльзом Беббиджем - он спроектировал и описал Аналитическую машину, состав и принципы действия которой фактически повторились в будущих ЭВМ. Первая ЭВМ занимала целую комнату и называлась она ЭНИАК - Electronic Numeric Integrator and Computer. Она впервые продемонстрировала возможность расчетов по программе; создавали ее под руководством Джона Моучли и главного инженера Преспера Эккерта. Опыт построения первой ЭВМ был проанализирован А. Берксом, Г.	предположения
	Голдстайном и Дж. Фон Нейманом. В 1946 г. они опубликовали работу «Предварительное рассмотрение логической конструкции электронного вычислительного устройства», ставшую классической. Сформулированные в ней принципы построения вычислительных машин используются и сейчас, несмотря на то, что со времени публикации прошло более полувека. В компьютерной литературе эти принципы часто называют фон-неймановской архитектурой ЭВМ (об архитектуре компьютера мы поговорим позднее), хотя Джон фон Нейман не был ее единоличным автором. Дальнейшим развитием стало создание элементной базы, на которых впоследствии строились разные поколения компьютеров. Давайте посмотрим, что это были за элементы: · Транзистор (1947 г.) - полупроводниковый прибор для управления электрическими сигналами · Интегральная микросхема (1958 г.) - кристалл, в котором размещается схема на нескольких транзисторах · Микропроцессор (1971 г.)
	Первое поколение (1945-1955). Компьютеры на базе	ЭНИАК - Electronic
	электронных ламп.
	Итак, кто же у нас открыл первое поколение?
		Numeric Integrator and
		Computer.
	Верно. Давайте посмотрим, какие машины первого поколения были
	в нашей стране:
	• МЭСМ (маленькая электронная счетная машина)
	• БЭСМ
	• Стрела
	• Урал
	* М-20	Они занимали очень
	Как вы думаете, в чем был главный минус таких машин?	много места.
	Второе поколение (1955-1965). Компьютеры на транзисторах
	Первый компьютер на транзисторах был создан в США и назывался
	ТХ-0.
	Как вы думаете, что изменилось в положительную сторону по
	сравнению с компьютерами 1-го поколения? Верно, но кроме этого они имели высокое быстродействие, меньшее потребление энергии и большую надежность. Многие такие компьютеры помещались в одной комнате. Компьютеры 2-го поколения: • Наири • МИР • Стретч (США, 1960 г.) • Атлас (Великобритания, 1961 г.) * CDC-600 (США, 1964 г.) * БЭСМ-6 (СССР, 1967 г.) Третье поколение (1965-1975). Компьютеры на интегральных микросхемах Отличительная черта - выпуск семейств вычислительных машин, совместимых между собой, т.е., общая архитектура Первые компьютеры с общей архитектурой были представлены фирмой IBM. Это были модели IBM/360 и IBM/370. Об архитектуре мы с вами поговорим на другом уроке.	Наверное, их габариты уменьшились
	Вот, посмотрите, как изменились в размерах ячейки памяти в различных поколениях: Четвертое поколение (1974-1980). Компьютеры на больших и сверхбольших интегральных схемах. В четвертом поколении появились персональные компьютеры, серверы, многоядерные процессоры и суперкомпьютеры К этому поколению относится первый компьютер Apple - в 1976 году его собрали Стив Джобс и Стефан Возняк. Одним из самых известных суперкомпьютеров был «Ломоносов», как он выглядит - вы можете увидеть на слайде И, наконец, мы дошли до 5 поколения. Пятое поколение (1980-настоящее время) Что же изменилось к пятому поколению? - частота из мегагерц переросла в гигагерцы; - компьютеры, относящиеся к этому поколению, стали полноценными мультимедийными инструментами С их помощью мы можем монтировать фильмы, работать с изображениями, обрабатывать звук, создавать различные проекты и тд. Сейчас уже начинает формироваться шестое поколение. Что мы можем от него ожидать? Оно будет характеризоваться использованием нейронных элементов в архитектуре микросхем, использованием процессоров в рамках распределенной сети. Производительность компьютеров в следующем поколении будет измеряться, вероятно, уже не в гигагерцах, а в принципиально иного типа единицах исчисления.
Домашнее задание	Подготовить сообщение на 2-3 минуты о любой ЭВМ любого поколения и рассказать.
Тест	Открываем информационную систему->Ученик->урок №1->тест

Конспект урока по теме «Принципы устройства компьютеров»

Цель урока: знакомство с фундаментальными принципами устройства компьютера, Компьютерная программа: Microsoft Office PowerPoint (для презентации)

Цели (ФГОС):

· Личностные

1) формирование интереса к теме урока;

2) развитие самостоятельности и личной ответственности в информационной деятельности;

3) развитие навыков сотрудничества со взрослыми и сверстниками в разных социальных ситуациях, умения не создавать конфликтов и находить выходы из спорных ситуаций;

· Метапредметные

1) овладение способностью принимать и сохранять цели и задачи учебной деятельности, поиска средств ее осуществления;

2) формирование умения планировать, контролировать и оценивать учебные действия в соответствии с поставленной задачей и условиями ее реализации;

3) умение работать в СУБД MS Access в соответствии с содержанием темы урока.

· Предметные

1) умение различать поколения ЭВМ, знать отличительные черты, знать ученых, положивших начало развитию ЭВМ.

Оборудование: ПК, проектор, презентация

Тип урока: лекция

Основные понятия: принципы устройства компьютера,

План урока:

1. Организационный момент(1 мин)

2. Постановка проблемы (2 мин)

3. Изучение нового материала (27 мин)

4. Тест (15 мин)

Организационный этап урока	Деятельность учителя	Деятельность учащихся
Организационный момент	Приветствие, объявление темы урока	Приветствуют учителя, садятся на места
Постановка проблемы	Здравствуйте, на прошлом занятии мы увидели, что вычислительная техника в своем развитии прошла целый ряд характерных этапов. Несмотря на это,	Слушают задания
	некоторые фундаментальные принципы устройства ЭВМ почти не изменились, поэтому сегодня мы с вами вспомним эти принципы и рассмотрим их поподробнее. Какие ученые вам знакомы из этой области? Как вы думаете, что подразумевают под собой принципы устройства компьютера? Давайте их перечислим: Принцип двоичного кодирования, принцип адресности памяти, принцип иерархической организации памяти, принцип хранимой программы, принцип программного управления А теперь рассмотрим их подробнее.	- А. Беркс, Г. Голдстайн, Дж. Фон Нейман Высказывают свои предположения
Изучение нового материала	Начнем с первого принципа - основных компонентов компьютера. Компьютер состоит из нескольких блоков, каждый из которых выполняет определенную функцию.
	Давайте перечислим эти блоки: · Арифметико-логическое устройство (АЛУ) - выполняет обработку данных · Устройство управления (УУ) - обеспечивает выполнение программы и организует согласованное взаимодействие всех узлов машины АЛУ и УУ сейчас делают в виде единой интегральной схемы, то есть, микропроцессора · Память - внутренняя (временное хранение данных) и внешняя (длительное хранение данных) · Устройства ввода - преобразуют данные в форму, понятную компьютеру · Устройства вывода - преобразуют результаты работы компьютера в форму, понятную человеку Давайте посмотрим, как это выглядит на схеме (Слайд 5): Переходим ко второму принципу - принципу двоичного кодирования: В какой форме хранится информация в компьютере? Устройства для хранения двоичной информации и методы ее обработки наиболее просты и дешевы. Так как в компьютере используется двоичная система счисления, надо переводить данные из десятичной системы счисления в
	двоичную, и наоборот. Этот перевод автоматизирован. Сначала в компьютерах использовались только числовые данные, потом компьютеры стали обрабатывать другие виды информации, такие как графика, текст, видео и звук, но все это так же обрабатывается по принципу двоичного кодирования. В истории был пример успешной реализации троичной ЭВМ «Сетунь» (1959 г.), но его появление не оказало влияния на развитие вычислительной техники, так как возникли проблемы при изготовлении элементов троичного компьютера. Дальше поговорим о принципах организации памяти. Третий принцип - принцип адресности памяти. Его суть состоит в том, что ОП машины состоит из отдельных битов. Группы соседних битов для записи или считывания объединяются в ячейки памяти, имеющие свой адрес или номер. Группы соседних битов для записи или считывания объединяются в ячейки памяти, имеющие свой адрес или номер. Нумеруют обычно начиная с 0.	Это два вида памяти с произвольным доступом. Память должна быть быстрая и ее объем должен быть большой
	Ячейка устроена так, что мы не можем прочитать меньшее количество битов, тем более отдельный бит, потому что ячейка содержит минимально возможный считываемый из памяти объем данных. Важно то, что информация может считываться из ячеек и записываться в них в произвольном порядке - память, организованная таким образом, называется памятью с произвольным доступом (RAM - Random Access Memory). Ее противоположность - магнитная лента. Данные с магнитной ленты можно получить только через последовательное чтение. Как вы думаете, RAM и ОЗУ - это одно и то же? ОЗУ и RAM - это не совсем одно и то же. Кроме ОЗУ существует еще одна разновидность памяти с произвольным доступом, называемая ROM - read only memory - постоянное запоминающее устройство, или ПЗУ. Отличие ПЗУ от ОЗУ в том, что при решении задач пользователя содержимое ПЗУ не может быть изменено. ПЗУ гораздо меньше ОЗУ по объему, но в нем хранится доступное в любой момент ПО. Итак, что мы можем сказать о ПЗУ и ОЗУ?
	Принцип иерархической организации памяти Какие у нас основные требования к памяти компьютера? Правильно, если память большая, то обязательно усложняется поиск в ней требуемых данных, а это сразу замедляет чтение из памяти. Помимо этого, чем быстрее работает память, тем она дороже. Получается, что за приемлемую для потребителей стоимость можно установить меньший объем памяти. Чтобы преодолеть данное противоречие, используют несколько связанных друг с другом различных видов памяти. Этот принцип был сформулирован в 1946 году, тогда предлагалось включить всего 2 вида памяти - оперативную и память на магнитной проволоке. Так как техника с годами развивалась и продолжает развиваться, то необходимость построения иерархической памяти подтвердилась. Принцип хранимой программы Первые ЭВМ программировали с помощью установки перемычек на специальных панелях (Слайд 12): Соответственно, процесс подготовки к решению задачи мог растянуться на
	несколько дней. Чтобы решить эту проблему, в фон-неймановской архитектуре было предложено представлять команды в виде двоичного кода. Код программы, заранее записанный на перфокарты или магнитную ленту, можно было ввести в машину достаточно быстро. Как вы думаете, если команды программы и данные по форме представления стали одинаковыми, их можно хранить в единой памяти? Правильно, так как не существует принципиальной разницы между двоичными кодами машинной команды, числа, символа и тд. Иногда это называют принципом однородности памяти - отсюда следует, что команды одной программы могут быть результатом работы другой программы. Принцип программного управления Любая обработка данных в компьютере происходит по программе. Команды программы выполняет процессор, считывая и расшифровывая их. Счетчик команд - регистр процессора, содержащий адрес текущей выполняемой команды. Давайте посмотрим, каков же алгоритм работы процессора: 1) из ячейки памяти выбирается команда программы, на время выполнения она
	сохраняется в регистре команд; 2) значение счетчика адреса команд увеличивается так, чтобы он указывал на следующую команду; 3) выбранная команда выполняется и результат сохраняется в регистре или ячейке памяти; 4) цикл повторяется. Таким образом выполняется линейный алгоритм. Что называют архитектурой? Все принципы, которые мы с вами рассмотрели, применялись во всех поколениях ЭВМ. В дополнение к этим принципам в каждом конкретном семействе (PDP, EC ЭВМ, Apple, IBM PC и др.) есть свои принципы устройства, благодаря которым обеспечивается совместимость моделей. Что в данном случае подразумевает понятие «совместимость моделей»? Существуют общие принципы построения конкретного семейства компьютеров. Их называют архитектурой, к ней относят: · Принципы построения системы команд и их кодирования · Форматы данных и особенности их машинного представления · Алгоритм выполнения команд программы	Высказывают свои предположения
	· Способы доступа к памяти и внешним устройствам · Возможности изменения конфигурации оборудования. Важный момент - архитектура описывает общее устройство компьютера, а не особенности изготовления конкретного компьютера.	Что все устройства и программы работают на новых компьютерах того же семейства
Проверка полученных знаний (тест)

Страница:

•  1 
•  2 

дипломная работа "Разработка электронных образовательных ресурсов и методика их применения на примере темы "Аппаратное обеспечение компьютера" в 7–9 классах" скачать

Подобные документы

• Учебно-методические комплексы: теория и практика вопроса

  Общее понятие и принципы учебно-методического комплекса. Построение структуры учебных модулей (выделение учебных элементов). Структура учебно-методического комплекса дисциплины. Требования к структурным элементам учебно-методического комплекса дисциплины.
  
  курсовая работа [44,5 K], добавлен 05.04.2012
  

• Учебно-методический комплект "Перспектива"

  Содержание учебно-методического комплекса. Принципы разработки учебно-методического комплекса в начальной школе. Понятие "учебно-методический комплект". Соответствие УМК "Перспектива" требованиям к проектированию учебно-методического комплекса.
  
  курсовая работа [725,3 K], добавлен 14.04.2016
  

• Разработка учебно-методического обеспечения раздела "Вышивка "Хардангер" в 8 классах средней школы

  Состав учебно-методических комплексов, их виды. Методы обучения как составная часть учебно-методического комплекса, урок как его элемент. Программно-методическое обеспечение образовательной области "Технология". Преподавание раздела "Вышивка "Хардангер".
  
  дипломная работа [3,3 M], добавлен 04.11.2015
  

• Применение электронных образовательных ресурсов в обучении английскому языку

  Понятие и классификация электронных образовательных ресурсов. Особенности современного состояния образовательной системы, дидактические принципы и правила. Технические требования к программным средствам учебного назначения. Обучение иностранному языку.
  
  курсовая работа [42,6 K], добавлен 20.05.2011
  

• Учебно-методическое обеспечение образовательного процесса

  Комплексное учебно-методическое обеспечение (КУМО) образовательного процесса: понятие, сущность. Дидактические средства обучения. Проектирование учебно-методического комплекса по основам логики для студентов I курса, его структура и этапы разработки.
  
  курсовая работа [22,4 K], добавлен 08.10.2010
  

• Лабораторная работа "УФ микролитография"

  Разработка электронного учебно-методического комплекса по использованию различных методов фотолитографии для производства широкого спектра электронных приборов. Расчет значения погрешности ухода размеров элементов схем при применении приемов литографии.
  
  дипломная работа [241,9 K], добавлен 13.05.2011
  

• Электронные образовательные ресурсы в школьной математике (на примере темы "Биномиальные коэффициенты")

  Место электронных ресурсов в учебно-воспитательном процессе. Понятие и классификация электронных образовательных ресурсов, их применение в школьной математике. Модель урока по теме "Биномиальные коэффициенты" с использованием информационных технологий.
  
  курсовая работа [756,0 K], добавлен 17.01.2013
  

• Учебно-методический комплекс по истории: современные проблемы и перспективы развития

  Основные проблемы компонентов современного учебно-методического комплекса по истории, способы их решения в дальнейшем. Перспективы развития методического комплекса отечественной по истории как фактора активизации познавательной деятельности школьника.
  
  курсовая работа [38,9 K], добавлен 29.05.2016
  

• Разработка учебно-методического комплекса дисциплины "Конкурентоспособность компании" на основе компетентностного подхода

  Анализ общих требований к содержанию и оформлению рабочей программы и учебно-методического комплекса дисциплины "Конкурентоспособность компании". Разработка плана проблемно-ориентированного учебного занятия для формирования знаниевых компетенций.
  
  дипломная работа [1,8 M], добавлен 30.05.2016
  

• Методика применения электронного учебного пособия в изучении темы "Сила трения"

  Принципы, виды и структура содержания электронных учебников по физике. Анализ процесса обучения физике в старшем звене общеобразовательной школы. Педагогические условия использования электронного учебника в процессе обучения физике в старших классах.
  
  дипломная работа [982,6 K], добавлен 29.05.2015
  

Другие документы, подобные "Разработка электронных образовательных ресурсов и методика их применения на примере темы "Аппаратное обеспечение компьютера" в 7–9 классах"

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам