(категория учащихся: 5-8 класс)
Тема урока: «Кодирование информации»
Цели:
Обучающая: создать условия для формирования представлений о кодировании и декодировании информации.
Развивающая: способствовать развитию логического мышления, познавательных процессов: памяти, мышления, восприятия, коммуникативных навыков.
Мотивационная: способствовать развитию познавательного интереса как компонента учебной мотивации.
Задачи:
Учебная:
ввести понятие «код», показать многообразие кодов в жизни человека;
познакомить с понятиями «кодирование», «шифрование», «декодирование» и «дешифрование» информации;
научить кодировать различную информацию и производить ее декодирование на основе имеющегося ключа, а также придумывать собственные шифры.
Развивающая: развитие умения логически мыслить, сравнивать, соотносить, а также памяти, внимательности, навыка сознательного и рационального использования ПК в своей учебной деятельности.
Воспитательная: воспитание трудолюбия, самостоятельности, умения работать в коллективе, культуру отношений в процессе учебного труда, уверенности в своих силах и возможностях.
Тип занятия: формирование новых знаний.
Методы обучения: интерактивные, объяснительно – иллюстративные (словесные и наглядные), метод программированного обучения (работа с обучающими программами).
ТСО:
Наглядный материал
Карточки с практическими работами
Формы обучения: индивидуальная, групповая
Форма контроля:
Самостоятельная работа.
Совместная оценка достигнутых результатов.
Опорные понятия: информация, информационные процессы, код, ключ.
План – схема урока:
| № этапа | Этап урока | Форма деятельности | Средство обучения | Цель использования средства |
| 1. | Орг. этап | Групповая | Объявление о начале занятия | Привлечение внимания учащихся, настрой на работу |
| 2. | Подгот. этап | Групповая | Рассказ-вступление, Побуждающий диалог, беседа | Развитие логического мышления |
| 3. | Основной этап | Индивидуальная, групповая | Подводящий диалог, работа с наглядным материалом, самостоятельная работа | Развитие креативного мышления, коммуникативных навыков; формирование ораторских качеств, умения сотрудничать |
| № этапа | Этап урока | Форма деятельности | Средство обучения | Цель использования средства |
| 4. | Подведение итогов, рефлексия | Индивидуальная, групповая | Дискуссия Рассказ-заключение | Анализ и оценка достижения цели занятия, перспектива работы. Подведение итогов занятия, формулирование выводов. Поощрение детей за работу на занятии, самооценка детьми своей работы на занятии. |
Организационный этап.
- Здравствуйте! Занимайте, пожалуйста, свои места. Мы начинаем наше занятие.
Подготовительный этап
- Ребята, давайте вспомним, с каким понятием мы работали на прошлом занятии? (информация). Что такое информация? (Информация – это сведения об окружающем нас мире).
- Как человек получает информацию? (ответы детей) Человек получает информацию при помощи 5 органов чувств. Назовите их (зрение, слух, вкус, обоняние, осязание). Молодцы!
- Если информация получена при помощи зрения – это зрительная информация; с помощью слуха – слуховая, с помощью вкуса – вкусовая, с помощью носа – обонятельная, с помощью осязания – тактильная.
| Орган чувств | Вид информации |
|
| Зрительная |
|
| Слуховая |
|
| Вкусовая |
|
| Обонятельная |
|
| Осязательная (тактильная) |
- Что мы можем делать с информацией? (ответы детей). Мы можем информацию создавать (например, рисовать картину), воспринимать (слушать учителя на уроке), хранить (записывая номера телефонов друзей), обрабатывать (преобразовать ноты в музыкальное произведение), передавать (при помощи слов, жестов). И создание, и восприятие, и хранение, и обработка, и передача являются информационными процессами.
- Сегодня мы познакомимся еще с одним информационным процессом. А чтобы узнать его название, я предлагаю вам разгадать ребус.
- У вас получилось слово КОДИРОВАНИЕ. Тема нашего сегодняшнего занятия – кодирование информации. А как вы думаете, какова цель занятия? Чему мы должны сегодня научиться? (ответы детей). Молодцы! Давайте начнем наше путешествие в мир кодов.
Основной этап
- Обратите внимание на доску. На ней расположены картинки. Может быть, что-то является для вас знакомым? С чем-то вы уже встречались? (ответы детей). Каким словом можно назвать все эти изображения? (коды)
- Итак, на доске вы видите множество кодов, которые окружают современного человека. Код – система условных знаков для представления информации. Кодирование – представление информации с помощью некоторого кода, т.е. переход от одной формы представления информации к другой, более удобной для хранения, передачи или обработки. История кодирования информации начинается с доисторической эпохи, когда первобытный человек выбивал в скале незамысловатые образы известных ему объектов окружающего мира.
- С кодами мы встречаемся постоянно, даже не замечая их присутствия. Например, оценка в дневнике. Какие оценки существуют в нашей стране? (ответы детей) Если рассматривать нашу страну, то система оценки такова: 5, 4, 3, 2 и, в отдельных случаях, 1. Американская система оценивания выглядит так: A – отлично (90%), B – хорошо ( 80%), C – удовлетворительно (70%), D – едва сдал (65%), F – не сдал (
- Часы также представляют информацию в закодированном виде. Например, 15 часов 10 минут представляется так: часовая стрелка указывается на число 3, а минутная – на число 10.
- Музыка кодируется при помощи нот, почтовые индексы на конвертах (последовательность цифр) используется для облегчения сортировки корреспонденции.
- Ежедневно мы встречаемся с аббревиатурами (сокращениями). Например, название мобильных операторов и телевизионных каналов.
- Постоянно встречается кодирование информации с помощью пиктограмм – упрощенных рисунков, которые служат для обозначения предмета, действия или события. «Водители! Будьте осторожны: здесь дорогу могут переходить дети!» Такое предупреждение можно выразить по-разному. Поэт может написать стихи. Плакат с такими стихами можно повесить на улице. Только у водителя за рулём нет времени читать стихи. Художник может нарисовать картину: непоседливый озорник перебегает дорогу прямо перед колесами большого грузовика. Такое художественное произведение может украсить здание около опасного места. Но сложная картина лишь отвлечёт внимание водителя. Гораздо удобнее договориться о том, что схематический рисунок будет обозначать место, где на дороге могут появиться дети. Этот рисунок и есть пиктограмма, обозначающая предупреждение: «Водители! Будьте осторожны: здесь дорогу могут перебегать дети!».
Пиктограммы привычны на улицах, вокзалах, стадионах. Их можно встретить в больнице, библиотеке, в зоне отдыха. Они «поселились» на упаковках вещей и продуктов. Язык пиктограмм понятен без перевода и американцу, и русскому, и даже малышу, который совсем не умеет читать! Маленький человек идет в детский сад. Он еще не умеет читать, поэтому, вместо надписи «шкафчик Петровой Маши», на дверку вешают изображение птички. А на шкафчике Иванова Пети — веселый зайчик. Запомнить птичку и зайчика очень легко, и дети без труда находят свой шкафчик.
- Давайте посмотрим на картинки, встречающиеся на коробках. Как вы думаете, что они означают? Какие предметы могут находиться в коробках с такими обозначениями? (ответы детей) Правильные ответы: верх, хрупкие предметы, беречь от сырости, огнеопасно, беречь от нагрева.
- Такого количества пиктограмм, как на экране компьютера, нет нигде! На рабочем столе компьютера расположены значки программ и документов (мой компьютер, мои документы, корзина и т.п.). Эти маленькие схематичные рисунки также являются пиктограммами. К тому же, вся информация в памяти компьютера представлена в закодированном виде с помощью цепочек нулей и единиц.
- А теперь давайте попробуем разделить все изображения на группы (ответы детей).
- У нас получилось три группы изображений: рисунки, текст и числа. Способ кодирования зависит от цели, ради которой оно осуществляется: сокращение записи, шифровка (засекречивание) информации, удобство обработки и т.п. Исходя из этого, существует три основных вида кодирования текста.
Символьный способ – кодирование осуществляется с помощью букв того же алфавита, что и исходный текст. Когда мы что-то пишем в тетради, мы на самом деле кодируем информацию с помощью специальных символов - букв. Жители других стран те же самые слова запишут другими буквами. Можно сказать, что у них другая система кодирования. В некоторых странах вместо букв используют иероглифы – это еще более сложный способ кодирования информации.
- Также символьное кодирование используется в различных сокращениях (абревиатурах) для простоты записи. Например:
ООН – Организация Объединенных наций
США – Соединенные штаты Амурики
ГИБДД – Государственная инспекция безопасности дорожного движения
СТС – сеть телевизионных станций.
- Приведите свои примеры аббревиатур (ответы детей).
- В некоторых случаях необходимо не просто сократить запись, а засекретить текст сообщения, чтобы его не смогли прочитать те, кому не положено. В этом случае текст шифруется. В давние времена шифрование называлось тайнописью. Шифрование представляет собой процесс превращения открытого текста в зашифрованный, а дешифрование – процесс обратного преобразования, при котором восстанавливается исходный текст. Шифрование – это тоже кодирование, но с засекреченным методом, известным только источнику и адресату. Методами шифрования занимается наука под названием криптография.
- Одним из самых распространенных символьных кодов является шифр Цезаря. Гай Юлий Цезарь – знаменитый древнеримский политический деятель и полководец. Прославился тем, что мог выполнять несколько дел одновременно. Для переписки со своими генералами он использовал собственный шифр, суть которого в том, что каждая буква алфавита сдвигается на несколько позиций левее или правее исходной буквы. Классический вариант шифра состоит в сдвиге направо на 5 пунктов.
- Используя классический шифр Цезаря, дешифруйте слово (информация)
- Обратите внимание, если не знать принципа расшифровки, то это сообщение покажется бессмысленным.
- Зашифруйте слово МИР шифром Цезаря со сдвигом влево на 2 буквы (КЖО).
- Понятен ли вам принцип кодирования информация символьным способом? (ответы детей)
- Следующий способ кодирования информации – числовой.
Числовой способ – кодирование осуществляется с помощью чисел. Представителями числовой кодировки являются шумерская клинопись, египетские иероглифы, арабские 0,1,2… и т.д., и римские цифры I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX, X
Интересно, что прообразы современных цифр появились в Индии более 2500 лет назад. В Европу индийские цифры были занесены арабами (отсюда и их другое название — «арабские»).
Также к числовому кодированию можно отнести штрих-код – графическая информация, наносимая на поверхность или упаковку изделий, предоставляющая возможность считывания ее техническими средствами. Цифры на штрих-кодах помогают проверить подлинность товара.
Алгоритм проверки подлинности товара выглядит следующим образом:
Сложите цифры, стоящие на четных позициях
Сумму умножьте на 3
Сложите цифры, стоящие на нечетных позициях (не учитывая последнюю).
Сложите то, что получилось в результате второго и третьего действия.
От результата возьмите последнюю цифру
И вычтите ее из 10.
Этот результат должен совпадать с контрольной (последней) цифрой. Если нет, товар поддельный.
- Последним является графический способ.
Графический способ – кодирование осуществляется с помощью рисунков и значков. Как вы думаете, какой символ используется для изображения человеческих эмоций на письме? (ответы детей). Правильно, это смайл. Смайлики широко применяются для оживления виртуального общения. Причем, даже если ресурсом не предусмотрена вставка специальных «желтых» пиктограмм смайлов, люди используют комбинации знаков пунктуации и прекрасно понимают друг друга.
- К графическому способу кодирования можно отнести и врачебный шрифт, и азбуку глухонемых, и азбуку Брайля (тактильную систему записи для слепых и слабовидящих), и индейскую азбуку.
- Декодируйте сообщение на основе индейской азбуки («Встреча ночью в лесу у костра»).
- Молодцы! У вас все получилось!
- Думаю, всем вам знакома эта система кодировки. Как она называется? (ответы детей)
- Это – азбука Морзе. Первым техническим средством передачи информации на расстояние стал телеграф, изобретенный американцем Сэмюэлем Морзе. Код Морзе (или «Морзянка») кодирует информацию тремя «буквами»: длинный сигнал (тире), короткий сигнал (точка) и отсутствие сигнала (пауза) для разделения букв. Таким образом, кодирование сводится к использованию набора символов, расположенных в строго определенном порядке.
Самым знаменитым телеграфным сообщением является сигнал бедствия «SOS» (Save Our Souls – «Спасите наши души»). Вот как он выглядит: «• • • – – – • • •».
- А какое слово представлено здесь? Правильный ответ: А
Л
Г
О
Р
И
Т
М
- А сейчас я предлагаю вам самостоятельно декодировать сообщения. Каждый из вас получит карточку. Внимательно прочитайте задание.
Самостоятельная работа
Символьное кодирование
Задание. Перед вами таблица с шифром, в котором каждая буква русского алфавита – это пара букв, указывающих строку и столбец. Например, буква Ц расположена в строке Г и столбце Д. Соответственно, ее координаты ГД. Используя этот способ, расшифруйте следующее слово:
| БВ | ВЕ | ВГ | ВВ | БЕ | ВБ | БВ | ГА | АЕ | БЕ | ДД |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ключ
Пояснение. Шифр Полибия (или «тюремный шифр»). Этот шифр был удобен тем, что им можно было легко перестукиваться через стенки тюремных камер, в нем буквы русского алфавита последовательно вписывались в прямоугольник размером 5 на 6, и буква заменялась на координаты в таблице. Например, буква Б стояла в первой строке на втором месте, тогда она передавалась при перестукивании следующим образом: удар – длинная пауза – два коротких удара. В шифре Полибия каждая буква может быть представлена парой букв, указывающих строку и столбец, в которых расположена данная буква. Правильный ответ:
И БВ
С ВЕ
П ВГ
О ВВ
Л БЕ
Н ВБ
И БВ
Т ГА
Е АЕ
Л БЕ
Ь ДД
Числовое кодирование
Задание. Восстановите изображение по числовому коду, учитывая, что клетка с цифрой 1 закрашивается, а клетка, содержащая цифру 0, нет.
|
|
|
|
|
|
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
|
|
|
|
|
|
| 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
|
|
|
|
|
|
| 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
|
|
|
|
|
|
| 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
|
|
|
|
|
|
| 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
|
|
|
|
|
|
| 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
|
|
|
|
|
|
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
|
|
|
|
|
|
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
|
|
|
|
|
|
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
|
|
|
|
|
|
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
|
|
|
|
|
|
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
|
|
|
|
|
|
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
|
|
|
|
|
|
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
|
|
|
|
|
|
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
|
|
|
|
|
|
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
|
|
|
|
|
|
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
|
|
|
|
|
|
| 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
|
|
|
|
|
|
| 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
|
|
|
|
|
|
| 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
|
|
|
|
|
|
| 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
|
|
|
|
|
|
| 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
|
|
|
|
|
|
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
|
|
|
|
|
|
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
|
|
|
|
|
|
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
Правильные ответы.
|
|
|
|
|
|
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
|
|
|
|
|
|
| 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
|
|
|
|
|
|
| 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
|
|
|
|
|
|
| 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
|
|
|
|
|
|
| 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
|
|
|
|
|
|
| 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
|
|
|
|
|
|
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
|
|
|
|
|
|
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
|
|
|
|
|
|
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
|
|
|
|
|
|
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
|
|
|
|
|
|
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
|
|
|
|
|
|
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
|
|
|
|
|
|
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
|
|
|
|
|
|
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
|
|
|
|
|
|
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
|
|
|
|
|
|
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
|
|
|
|
|
|
| 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
|
|
|
|
|
|
| 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
|
|
|
|
|
|
| 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
|
|
|
|
|
|
| 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
|
|
|
|
|
|
| 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
|
|
|
|
|
|
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
|
|
|
|
|
|
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
|
|
|
|
|
|
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
Графическое кодирование
Задание. Перед вами семафорная азбука. Используя ключ, расшифруйте слово.
|
| ||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ключ
Правильный ответ. Архитектура
А Р Х И Т Е К Т У Р А
Пояснение.
- Как вы думаете, где применяется семафорная азбука? (ответы детей) Семафорная азбука – условное обозначение букв и служебных знаков, изображаемое различным положением рук с семафорными флажками. Применяется для связи кораблей между собой на ходу и стоянке, а также с береговыми постами.
- Итак, давайте проверим, что у вас получилось. У кого из вас использовалось символьное кодирование? У кого числовое? У кого графическое?
- До настоящего момента мы расшифровывали сообщения при помощи ключа или заранее известных алгоритмов. Сейчас я предлагаю вам почувствовать себя тайными агентами и самим придумать свою кодировку. Для этого мы воспользуемся компьютером. Но, сначала, повторим правила техники безопасности. Внимательно послушайте стихотворение, а затем, объясните, какие правила по технике безопасности в нем отражены.
Информатика не мука,
А просто наука
Старайся выучить урок
И от урока будет прок!
Мокрым в класс не заходи,
И смотри - не наследи!
Грязными руками ничего не касайся,
И провод трогать даже не пытайся!
Экран руками не трогай,
И если что случится - иди за подмогой!
Во время урока по кабинету не ходить,
И без учителя не пытайся компьютер включить!
Сиди к компьютеру не слишком близко, но и не далеко,
И с любой работой ты справишься легко!
Перед работой изучи порядок действий,
И с посторонними предметами на нервы никому не действуй!
Место свое спокойно занимай!
Иди, по пути никого не толкай!
С тыльной стороны к технике не прикасайся,
Если дежурный, то убирайся!
Правила безопасности выучи ты
И получи оценку за свои труды!
Не заходи в класс в мокрой одежде, с грязными руками.
Не трогай провода и экран
Не включай компьютер без разрешения учителя
Если что-то случилось, сообщи об этом учителю.
Не касайся техники с тыльной стороны.
Самостоятельная практическая работа на компьютере
- Итак, откройте файл «Донесение.doc». Перед вами таблица, которая заполнена буквами русского алфавита. Ваша задача: используя автофигуры, для каждой буквы выбрать свою фигуру (любую), вставив ее в соответствующее место. Для вставки автофигуры используйте меню Вставка – Фигуры. Выберите любую фигуру, используя кнопку мыши, нарисуйте фигуру в документе. При необходимости, измените размеры фигуры, используя маркеры, расположенные на сторонах и в углах фигуры. Переместите фигуру в нужное место. Фигуры повторяться не должны.
- Когда каждая буква приобретет свой особый символ, закодируйте любое слово, состоящее не более чем из 10 букв, используя фигуры. Фигуры можно копировать. Для этого выделите нужную фигуру (щелкните на ней), нажмите правую кнопку мыши и в появившемся контекстном меню выберите пункт Копировать. Затем щелкните на свободном месте правой кнопкой мыши и в появившемся контекстном меню выберите пункт Вставить. Переместите фигуру в нужное место.
- Если ли у вас вопросы по заданию? (ответы детей) Приступайте к выполнению задания (дети выполняют задание).
- А теперь давайте попробуем расшифровать ваши слова.
- Скажите, благодаря чему мы смогли расшифровать закодированные слова? (ответы детей).
- После работы за компьютером необходимо проводить физкультминутки.
Ах, как долго мы играли,
Глазки у ребят устали.
Глазками мы поморгали.
Посмотри-ка ты в окно.
Посчитай их заодно.
Ах, как солнце высоко.
Мы глаза сейчас закроем.
В классе радугу построим,
Вверх по радуге пойдем,
Вправо, влево повернем,
А потом скатимся вниз.
Жмурься сильно, но держись.
- Молодцы! Не забывайте регулярно выполнять подобную гимнастику. Берегите свое здоровье!
Подведение итогов, рефлексия
- Наше занятие подходит к концу. Давайте вспомним, с какими понятиями мы работали на сегодняшнем уроке (информация, кодирование, декодирование, ключ, шифрование). Какую цель мы ставили в начале занятия? Как вы считаете, достигнута ли цель? Какой информационный процесс мы изучали сегодня? (кодирование информации). Что такое кодирование? Для чего оно применяется? Что такое декодирование? С помощью чего происходит декодирование информации? (ответы детей). Что нового вы узнали сегодня? Где вы сможете применить полученные сегодня знания? (ответы детей).
- Тема кодирования информации имеет огромное практическое значение. В дальнейшем мы продолжим знакомиться с кодировками, ведь вся информация в компьютере храниться в закодированном виде.
- Мне бы очень хотелось узнать ваше мнение о сегодняшнем занятии. Давайте поиграем в игру под названием «Градусник». Укажите градус своего настроения, учитывая, что чем выше температура, тем больше вы довольны нашим занятием. Диапазон температур – от 0 до 1000.
- Спасибо. Занятие окончено. До свидания.
