Технологии обработки числовой информации

Пояснительная записка

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

Введение

ЭВМ была создана для обработки числовой информации. Более чем полувековое совершенствование вычислительной техники многократно увеличило ее возможности. Гигантский рост возможностей компьютеров в обработке числовой информации ни в коем случае не отменяет, а в некоторых случаях даже усиливает важность осознанного выбора подходящих методов и технологий решения тех или иных возникающих на практике вычислительных задач.

Современное программное обеспечение, имеющее своей целью реализацию на компьютере всевозможных расчетов, необычайно разнообразно. Оно различается идеологией построения, набором возможностей, степенью автоматизации расчетов, трудозатратами на организацию вычислительного процесса, а также возможностями представления результатов.

Круг программных средств и технологий обработки, числовой информации не ограничивается калькуляторами и электронными таблицами. Любой школьник знает, что вычислительные задачи можно эффективно решать с помощью языков программирования или при помощи систем аналитических преобразований математических выражений (Maple, Mathematica или им подобными), которые могут, прежде чем подставлять конкретные числовые значения, решить задачу в общем виде. Обработка серии данных по одинаковым формулам (результаты эксперимента или финансовые расчеты) с возможностью наглядного представления данных (таблицы, графики) представляет собой типичную задачу для электронных таблиц.

Актуальность темы: несмотря на разнообразие прикладных программных средств для обработки числовой информации в школьном курсе «Информатика и ИКТ» невозможно изучить все их виды и возможности в первую очередь по причине ограниченного количества часов на изучение данной темы.

Цель работы: разработать лабораторную работу по теме «Технологии обработки числовой информации».

Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие задачи:

• исследовать методические подходы к обучению учащихся по теме «Технологии обработки числовой информации»,
• подготовить методические рекомендации к лабораторным работам для учащихся при изучении темы «Технологии обработки числовой информации»,
• выполнить разработку лабораторной работы по одной из тем в рамках «Технологии обработки числовой информации»,

Объект курсовой работы: тема «Технологии обработки числовой информации» в школьном курсе «Информатика и ИКТ».

Предмет: разработка лабораторной работы по теме «Технологии обработки числовой информации».

Структура и объем работы. Курсовая работа состоит из Введения, двух глав, заключения и библиографического списка, пояснительная записка представлена на 34 страницах.

Во введении представлена актуальность темы, цель, задачи, определен объект и предмет исследования.

В первой главе рассматриваются различные подходы к изучению темы «Технологии обработки числовой информации» в школе, анализируются содержания наиболее известных учебников в данной области.

Вторая глава имеет практический характер, она содержит методические рекомендации по данной теме и представляет пример лабораторной работы по изучению школьниками логических функций.

Заключение содержит итоги и предложения по выполненной работе.

В библиографическом списке представлены используемые источники [1-9].

 

 

1. Подходы к изучению технологий обработки числовой информации в курсе базовой школьной программы

1. 1. Требования к содержанию темы «Технологии обработки числовой информации» и подходы к их реализации

Согласно Федеральному компоненту государственного стандарта общего образования изучение технологий обработки числовой информации определено как «Использование электронных таблиц для обработки числовых данных (на примере задач из различных предметных областей)»[9].

Требования к знаниям и умениям учащихся по технологии работы с числовой информацией

Учащиеся должны знать:

• что такое электронная таблица и табличный процессор;
• основные информационные единицы электронной таблицы: ячейки, строки, столбцы, блоки и способны их идентификации;
• какие типы данных заносятся в электронную таблицу; как табличный процессор работает с формулами;
• основные функции (математические, статистические), используемые при записи формул в ЭТ;
• графические возможности табличного процессора.

Учащиеся должны уметь:

• открывать готовую электронную таблицу в одном из табличных процессоров;
• редактировать содержимое ячеек; осуществлять расчеты по готовой электронной таблице;
• выполнять основные операции манипулирования с фрагментами ЭТ: копирование, удаление, вставка, сортировка;
• получать диаграммы с помощью графических средств табличного процессора;
• создавать электронную таблицу для несложных расчетов.

Технологии обработки числовой информации в школе в учебно-методических комплексах авторов Семакина И. Г., Залоговой Л. А., Русакова С. В., Шестаковой Л. В. определено в курсе 9 класса базовой программы в рамках раздела «Табличные вычисления в компьютере», на которую отводится 10 часов (5 часов на изучение теории, 5 на практику)[8].

Раздел включает следующие темы:

1. Двоичная система счисления. Представление чисел в памяти компьютера.
2. Табличные расчеты и электронные таблицы. Структура электронной таблицы, типы данных: тексты, числа, формулы. Адресация относительная и абсолютная. Встроенные функции. Методы работы с электронными таблицами.
3. Построение графиков и диаграмм с помощью электронных таблиц.
4. Математическое моделирование и решение задач с помощью электронных таблиц.
5. Практика на компьютере: работа с готовой электронной таблицей: просмотр, ввод исходных данных, изменение формул; создание электронной таблицы для решения расчетной задачи; решение задач с использованием условной и логической функций; манипулирование фрагментами ЭТ (удаление и вставка строк, сортировка строк). Использование встроенных графических средств.
6. Численный эксперимент с данной информационной моделью в среде ЭТ.

В результате изучения раздела учащиеся должны

Знать:

• что такое электронная таблица и табличный процессор;
• основные информационные единицы ЭТ: ячейки, строки, столбцы, блоки и способы их идентификации;
• какие типы данных заносятся в электронную таблицу; как табличный процессор работает с формулами;
• основные функции (математические, статистические), используемые при записи формул в ЭТ;
• графические возможности табличного процессора;

Уметь:

• открывать готовую ЭТ в одном из табличных процессоров;
• редактировать содержимое ячеек; осуществлять расчеты по готовой ЭТ;
• выполнять основные операции манипулирования с фрагментами ЭТ; копирование, удаление, вставка, сортировка;
• получать диаграммы с помощью графических средств табличного процессора;
• создавать электронную таблицу для несложных расчетов.

По программе Н. В. Макаровой «Информатика и ИКТ» содержательная линия «Технология работы с числовой информацией» изучается в 8 классе в разделе «Программное обеспечение информационных технологий»[2]. Количество часов: всего – 15 часов; теория – 4 часа; практика – 11 часов. В данный раздел входит тема «Прикладная среда табличного процессора Excel», которая раскрывает следующие вопросы:

• назначение табличного процессора;
• объекты документа табличного процессора;
• данные электронной таблицы;
• типовые действия над объектами электронной таблицы;
• создание и редактирование документа в среде табличного документа;
• форматирование табличного документа;
• правили записи формул и функций;
• копирование формул в табличном документе;
• использование функций и логических формул в табличном документе;
• представление данных в виде диаграмм в среде табличного документа.

Учащиеся должны знать:

• назначение табличного процессора, его команд и режимов;
• объекты электронной таблицы и их характеристики;
• типы данных электронной таблицы;
• технологию создания, редактирование и форматирование табличного документа;
• понятия ссылки, относительной и абсолютной ссылки;
• правила записи, использование и копирование формулы, функции;
• типы диаграмм в электронной таблице и их составные части;
• технологию создания и редактирования диаграмм.

Учащиеся должны уметь:

• создавать структуру электронной таблицы и заполнять её данными;
• редактировать любой фрагмент электронной таблицы;
• записывать формулы и использовать в них логические функции;
• использовать шрифтовое оформление и другие операции форматирования;
• создавать и редактировать;
• организовывать защиту данных.

По программе Босовой Л. Л. «Информатика и ИКТ» содержательная линия «Технология работы с числовой информацией» изучается в 7 классе в разделе «Информационное моделирование»[1]. В этот раздел входит тема «Электронные таблицы».

Практическая работа № 8 «Знакомимся с электронными таблицами в Excel».

Учащиеся должны уметь:

• выполнять вычисления по стандартным и собственным формулам в среде электронных таблиц;
• создавать с помощью Мастера диаграмм круговые, столбчатые, ярусные, областные и другие диаграммы, строить графики функций.

По программе Угриновича Н. Д. Учебник «Информатика и ИКТ» для 9 класса[3] см. таблица 1.

Таблица 1.

Тематическое планирование по учебнику Угриновича Н.Д. 
«Информатика и ИКТ» для 9 класса.

Разделы стандарта	Главы, параграфы и пункты учебника	Практические работы
Математические инструменты, динамические (электронные) таблицы	Глава 3. Кодирование и обработка числовой информации
	3.1. Кодирование числовой информации	Практическая работа 3.1. Перевод чисел из одной системы счисления в другую с помощью калькулятора
	3.1.1. Представление числовой информации  с помощью систем счисления
	3.1.2. Арифметические операции в позиционных системах счисления
	3.1.3. *Двоичное кодирование чисел  в компьютере
Таблица как средство моделирования. Ввод данных в готовую таблицу, изменение данных, переход к графическому представлению. Ввод математических формул и вычисление по ним, представление формульной зависимости на графике.	3.2. Электронные таблицы	Практическая работа 3.2. Относительные, абсолютные и смешанные ссылки в электронных таблицах
	3.2.1. Основные параметры электронных  таблиц
	3.2.2. Основные типы и форматы данных
	3.2.3. Относительные, абсолютные и смешанные  ссылки
	3.2.4. Встроенные функции
	3.3. Построение диаграмм и графиков	Практическая работа 3.3. Создание таблиц значений функций в электронных таблицах
	3.4. Базы данных в электронных  таблицах	Практическая работа 3.4. Построение диаграмм различных типов
	3.4.1. Представление базы данных в  виде таблицы и формы
	3.4.2. Сортировка и поиск данных  в электронных таблицах
	3.5. Базы данных. Поиск данных в готовой базе. Создание записей в базе данных	Практическая работа 3.5. Сортировка и поиск данных в электронных таблицах

 

Базовый курс «Информатика и ИКТ» в старшей  школе данная тема изучается в 10 классе, 2 полугодие (12ч.). В программе существует раздел «Технология обработки числовой информации» (см. Таблица 2). В данный раздел входят следующие темы:

1. Вычисления с использованием компьютерных калькуляторов и электронных таблиц.
2. Исследование функций и построение графиков в электронных таблицах.
3. Наглядное представление числовой информации с помощью диаграмм.
4. Исследование информационных моделей из курсов математики, физики, химии и других с помощью электронных таблиц.

Учащиеся должны:

• описывать назначение и возможности электронных таблиц;
• уметь в электронных таблицах строить диаграммы и графики;
• уметь применять электронные таблицы для построения и исследования компьютерных моделей.

 

Таблица 2.

Раздел «Технология обработки числовой информации» в базовом курсе «Информатика и ИКТ» в 10 классе.

Тема	Кол-во часов			Разделы учебника
Электронные калькуляторы. Структура электронных таблиц. Типы и формат данных. Относительные и абсолютные ссылки. Встроенные математические и логические функции. Наглядное представление числовых данных с помощью диаграмм и графиков.			4ч.	Учебник: Глава 10. Технология обработки числовых данных.   Практикум: Глава 4. Информационные технологии
Обработка больших массивов числовых данных Построение графиков функций и графическое решение уравнений Визуализация числовых данных с использованием диаграмм различных типов			4ч.
Контроль знаний и умений: тестирование, защита проекта		2ч.

 

 

Также данная тема изучается по программе Угриновича Н.Д. Базовый курс «Информатика и ИКТ» в основной  школе в 8 классе, 2 полугодие (10ч.). В программе существует раздел «Обработка числовой информации»[3]. В данный раздел входят следующие темы:

1. Табличные расчеты и электронные таблицы (столбцы, строки, ячейки);
2. Типы данных: числа, формулы, текст;
3. Абсолютные и относительные ссылки;
4. Встроенные функции;
5. Построение диаграмм и графиков;
6. Основные параметры диаграмм.