Файл: Создание электронного учебника по теме «Системы счисления» (Информатика и программирование).pdf

– предметную помощь, несущую информацию по изучаемой дисциплине.

Включение в компьютерную обучающую программу возможности подсказки, получение ее при возникновении у учащегося проблем с ответом на вопрос делает работу с компьютером похожей на занятие с репетитором. Вследствие того, что в компьютерные обучающие программы закладывается интеллектуальный потенциал их создателей, работа с ЭВМ в интерактивном режиме фактически делает доступным общение учащихся с лучшими преподавателями соответствующих дисциплин. В результате следует ожидать повышение качества знаний учащихся по предметам, при изучении которых будут использоваться такие обучающие программы.

В обучающих программах подсказка может проявляться в форме текста на экране дисплея, рисунков, схем, графиков, таблиц, мультипликации и видеофрагментов. Уникальную возможность комбинировать подсказки предоставляют современные гипертекстовые и мультимедийные технологии. Разработчики имеют возможность создавать комбинированную подсказку, она включает в себя использование текста, речи и графики. Комбинированная подсказка действует на несколько сигнальных систем, при этом может быть более эффективной. Следует учитывать возможность быстрого утомления обучаемого при частом их использовании.

В обучающей программе широко применяется так называемые ориентированные подсказки, которые сообщают обучаемому, где можно взять недостающие данные для решения той или иной задачи. Она напоминает о необходимости использовать различного рода справочники, таблицы, т.е. учит, работать с литературой [16].

1. В электронных учебниках рекомендуется использовать многооконный интерфейс, когда в каждом окне будет представлена связная информация. Данный интерфейс может быть не востребован в гипертекстовом учебнике, т.к. связанная информация свободно доступна посредством гиперссылок при продуманной навигации учебника.
2. Текстовая часть строится на основе гиперссылок, позволяющих сократить время поиска необходимой информации, а также является мощным поисковым центром и индексом.

В учебниках для старших классов, обязательным элементом должна быть мощная поисковая система, позволяющая проводить поиск слов, как в заголовках, так и непосредственно в тесте. В этом случае хорошо иметь заранее созданный индекс или несколько различных индексов для всего издания. Ведение поиска должно сопровождаться ответствующими знаками, а найденные слова выделяться.

---

1. Весь курс должен содержать возможность копирования выбранной информации, а так же ее редактирование и распечатку на принтере.

При использовании электронных учебников целесообразно иметь «твердую» копию текстовых разделов, которые выбраны в этих пособиях для использования их учениками, т.е. распечатать с помощью принтера необходимый текст, а не читать его с экрана. Это связанно с тем, что при чтении книги мы воспринимаем текст в отраженном свете, а на экране монитора – в проходящем. От чтения с экрана монитора глаз устает значительно больше, а при использовании мониторов низкого качества ухудшается зрение. В ЭУ на основе гипертекста необходимо включить функцию «Вариант для печати», позволяющую вывести на печать текущий текст с ближайшими гиперссылками [17].

1. Электронный учебник на основе гипертекста обладает принципиально новыми качествами по сравнению с традиционным учебником. Принципиальное отличие состоит в его нелинейной, разветвленной структуре и возможности педагога-разработчика заложить посредством навигации траекторию изучения материала.

1.2 Особенности изучения и преподавания разрабатываемой дисциплины

Тема «Системы счисления» имеет прямое отношение к математической теории чисел. Однако в школьном курсе математики она, как правило, не изучается. Необходимость изучения этой темы в курсе информатики связана с тем фактом, что числа в памяти компьютера представлены в двоичной системе счисления, а для внешнего представления содержимого памяти, адресов памяти используют шестнадцатеричную или восьмеричную системы. Это одна из традиционных тем курса информатики или программирования. Являясь смежной с математикой, данная тема вносит вклад также и в фундаментальное математическое образование школьников.[18]

В электронном учебнике Сурдин М., Ятченя А. [19] понятие системы счисления не упоминается совсем. Говорится лишь о том, что вся информация в компьютере представляется в двоичном виде. То же самое можно сказать и про учебник Хамадеевой Р. Р. [20]. Среди учебников второго поколения наибольшее внимание системам счисления уделено в электронном пособии [21]. Этой теме посвящен отдельный параграф, где дано следующее определение «Система счисления — способ записи чисел с помощью заданного набора специальных знаков (цифр)».

---

Если рассматривать систему счисления как язык представления числовой информации, то можно сказать, что данные выше определения затрагивает только алфавит, синтаксис и семантику языка чисел. Более полное определение дано в электронном пособии [22]: «Система счисления — способ изображения чисел и соответствующие ему правила действия над числами». Под правилами действия понимаются способы выполнения арифметических вычислений в рамках данной системы счисления. Эти правила можно назвать прагматикой языка чисел.

Среди школьных учебников самое подробное изложение темы «Системы счисления» дается в пособии А. Р. Палтиевич «Основы информатики» [23]. В качестве дополнительной литературы, раскрывающей данную тему наиболее полно, можно рекомендовать учебное пособие Лапчик, М.П. Методика преподавания информатики [24].

Ученики, безусловно, знакомы с записью чисел как римскими, так и арабскими цифрами. Они привыкли видеть римские цифры в обозначении глав в книге, в указании столетий (XX в.) и в некоторых других нумерациях. Математические расчеты они всегда производили в арабской системе чисел. В данной теме учителю предстоит раскрыть перед учениками эти, казалось бы, знакомые вещи с новой стороны.[25]

С методической точки зрения бывает очень эффективным прием, когда учитель подводит учеников к самостоятельному, пусть маленькому, открытию. В данном случае желательно, чтобы ученики сами подошли к формулировке различия между позиционным и непозиционным принципом записи чисел.

Система счисления — это определенный способ представления чисел и соответствующие ему правила действия над числами.

Римский способ записи чисел является примером непозиционной системы счисления, а арабский — это позиционная система счисления.

Следует подчеркнуть связь между способом записи чисел и приемами арифметических вычислений в соответствующей системе счисления. Предложите ученикам выполнить умножение, например, числа сто тридцать четыре на семьдесят шесть, используя римскую и арабскую системы счислений! С арабскими числами они легко справятся, а также смогут убедиться, что римские цифры — не помощники в вычислениях. В римской системе нет простых и понятных правил выполнения вычислений с многозначными числами. Для арабской системы такие правила известны еще с IX в. В этой теме полезно рассказать ученикам, что правила выполнения вычислений с многозначными числами были разработаны выдающимся математиком средневекового Востока Мухамедом аль-Хорезми и в Европе были названы алгоритмами (от латинского написания имени аль-Хорезми — Algorithm!). Этот факт следует напомнить позже, при изучении алгоритмизации. Итак, именно позиционные системы счисления стали основой современной математики. Далее, как и в математике, в информатике мы будем иметь дело только с числами в позиционных системах счисления.

---

Теперь нужно дать понять ученикам, что позиционных систем счисления существует множество, и отличаются они друг от друга алфавитом — множеством используемых цифр. Размер алфавита (число цифр) называется основанием системы счисления. Задайте вопрос: «Почему арабская система называется десятичной системой счисления?» Наверняка услышите в ответ про десять цифр в алфавите. Делаем вывод: основание арабской системы счисления равно десяти, поэтому она называется десятичной.

Следует показать алфавиты различных позиционных систем счисления. Системы с основанием не больше 10 используют только арабские цифры. Если же основание больше 10, то в роли цифр выступают латинские буквы в алфавитном порядке. Из таких систем в дальнейшем будет рассматриваться лишь шестнадцатерич-ная система.

Далее нужно научить учеников записывать натуральный ряд чисел в различных позиционных системах.

Принцип построения ряда такой: сначала в порядке возрастания значений записываются все однозначные числа; первое двузначное число — всегда 10 (у многозначных целых чисел 0 впереди не является значащей цифрой и обычно не пишется). Далее следуют все двузначные сочетания единицы с другими цифрами; затем — двузначные числа, начинающиеся с 2, затем — с 3 и т. д. Самое большое двузначное число — 99. Затем идут трехзначные числа, начиная от 100 до 999 и т.д.

По такому же принципу строится натуральный ряд и в других системах счисления.

1.3 Современные требования, предъявляемые к учебному пособию

Постоянные изменения, происходящие в обществе в целом, и в системе образования в частности, предъявляют к учебнику, как к основному средству обучения, все новые и новые требования.

Поскольку учебник был и остается основным средством обучения в школе, возникла необходимость создания нового поколения школьных учебников.

Каким должен стать школьный учебник нового поколения?

С одной стороны учебник – хранитель знаний, накопленных современной  наукой,  средство  трансляции этих знаний, с другой  - комплекс познавательных материалов, заданий, упражнений, стимулирующих учащихся к дальнейшему приобретению знаний, формированию учебно-познавательной компетентности.

---

Получаемые знания должны стать в будущем для ученика инструментом, который он сможет использовать не только в узкопредметной сфере.

Издательство «Просвещение» считает, что задача современной образовательной системы — не напичкать ученика фундаментальными знаниями (большинство которых никогда не будет востребовано), а сформировать навыки успешной социальной адаптации, способность к самообразованию. Это особенно важно в условиях, когда идет быстрая смена информации. И традиционные учебники просто не смогут отражать происходящие перемены. Отсюда и новое отношение к роли учебника — как навигатора получения знаний.

Содержание современного учебника определяется следующими принципами:

гуманитаризации – основой содержания образования является человек, ученик, развитие его способностей, умений, ценностных отношений гармонии и культуры мира;

научности - т.е. предлагаемое содержание должно иметь глубокую методологическую основу;

Принцип целостности картины мира предполагает отбор такого содержания образования, которое поможет школьнику  воссоздать целостность картины мира, обеспечит осознание учеником разнообразных связей между его объектами и явлениями [2].

культуросообразности – отбору содержания, соответствующего достижениям и требованиям научной и профессиональной, общечеловеческой культуры народов России.

Принцип непрерывного общего развития каждого ребенка предполагает ориентацию содержания  образования на эмоциональное, духовно-нравственное и интеллектуальное развитие и саморазвитие каждого ребенка [2].

Принцип наглядности определяет школьный учебник как  учебник с обилием графического материала (диаграммы, рисунки, картинки, иллюстрации). Это учебник с огромным количеством фактов, примеров, статистики – с тем, чтобы ученик мог, опираясь на этот материал, делать самостоятельный и осмысленный выбор. Это учебник с огромной библиографией, множеством ссылок на существующую литературу, с аннотированным указателем. Это учебник со структурированным текстом, обыгрыванием шрифтов, с удобными для чтения организованными кусками текста.

Современный учебник характеризуется разнообразными заданиями для самопроверки, проблемными вопросам, упражнениями. Учебник написан живым языком с использованием метафор, игрой стилей.

Современное образование должно позволить быть разным учебникам – в зависимости от того, какие модели и практики обучения применяются.

Очевидно, что введение профильного обучения и предпрофильной подготовки требует принципиально новых подходов к учебно-методическому обеспечению учебного процесса. Скорее всего, более перспективными при введении профильного обучения окажутся те учебники, которые будут пригодны для работы в нескольких профилях, то есть в классах с разными целями обучения и разным уровнем подготовки учащихся.  Работа по таким учебникам может вестись в каждом профиле на своем уровне.

---