Практическая работа №2. Дискретное представление информации
Цели и задачи
- Цель: изучить способы дискретного представления текстовой, графической, звуковой информации и видеоинформации, научиться выполнять кодирование и декодирование данных в различных форматах.
- Образовательная задача: закрепить понятия дискретизации, кодирования и декодирования, научить работать с таблицами символов и цветовыми моделями (RGB).
- Развивающая задача: развивать навыки логического мышления при расчете объема видеопамяти и преобразовании единиц измерения информации.
- Воспитательная задача: формировать культуру безопасной работы с компьютерной техникой и ответственное отношение к выполнению практических задач.
Планируемые результаты
Личностные
- Готовность к саморазвитию и осознанному выбору профильного образования, связанного с ИТ-сферой.
- Понимание роли цифровой информации в современном обществе и профессиональной деятельности.
- Соблюдение этических норм и правил техники безопасности при работе в компьютерном классе.
Метапредметные
- Умение выбирать адекватные программные средства для решения задач кодирования (текстовые редакторы, системные утилиты).
- Навыки преобразования информации из одной формы в другую (текст — код, цвет — битовая маска).
- Способность осуществлять самоконтроль и коррекцию при выполнении расчетов объема данных.
Предметные
- Знать принципы дискретизации аналогового сигнала в цифровой код.
- Уметь кодировать текст с использованием Alt-кодов и таблиц символов Windows.
- Владеть навыками расчета объема видеопамяти на основе разрешения экрана и глубины цвета.
- Различать форматы графических (BMP, JPEG, PNG, TIFF) и видеофайлов (AVI, QuickTime).
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Установление связи между целью учебной деятельности и ее мотивом (зачем мне нужно знать принципы кодирования для будущей профессии).
Регулятивные УУД
- Составление плана и последовательности действий при выполнении практической работы.
- Оценка качества и уровня усвоения материала через выполнение контрольных заданий.
Познавательные УУД
- Поиск и выделение необходимой информации из теоретического материала практической работы.
- Синтез как составление целого из частей (сборка цветового кода из RGB-компонент).
Коммуникативные УУД
- Умение с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли при обсуждении результатов дискретизации звука и видео.
Подготовка учителя к уроку
- Распечатать бланки практической работы №2 (по количеству учеников).
- Проверить работоспособность ПО на рабочих станциях: MS Word, Блокнот.
- Подготовить на доске схему цветовой модели RGB для визуализации задания №3.
- Проверить наличие и исправность наушников (если планируется прослушивание звуковых файлов для демонстрации дискретизации).
- Подготовить презентацию с ключевыми формулами: N = 2^i, расчет объема видеопамяти V = K * i.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и мотивация (3 мин)
Цель этапа: психологический настрой учащихся, актуализация темы через связь с реальностью.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | "Здравствуйте, одиннадцатиклассники! Сегодня мы приступаем к практической части модуля 'Представление информации'. Задумывались ли вы, почему ваш смартфон может хранить тысячи фотографий, но всего несколько часов видео высокого качества? Или почему старая запись на виниле звучит 'теплее', чем цифровой трек? Все дело в дискретизации. Сегодня мы с вами станем 'переводчиками' с человеческого языка на язык нулей и единиц, выполнив практическую работу №2. Прошу всех занять свои места, но пока не включать мониторы." | Приветствуют учителя, настраиваются на работу, готовят тетради и письменные принадлежности. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Прежде чем мы начнем кодировать, нам нужно вспомнить правила 'цифровой гигиены' и безопасности."
Этап 2. Актуализация знаний и инструктаж по ТБ (5 мин)
Цель этапа: повторение ключевых понятий (дискретизация, бит, код) и проведение обязательного инструктажа перед работой за ПК.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | "Давайте вспомним теорию. В каком виде информация хранится в компьютере? Что такое дискретизация? Чем отличается аналоговый сигнал от дискретного? Посмотрите на ваши распечатки — там приведен пример с виниловой пластинкой и CD-диском. В чем принципиальная разница в хранении звука на них?" | Отвечают: "В двоичном коде (0 и 1)", "Дискретизация — это разбиение непрерывного сигнала на отдельные элементы", "Аналоговый — непрерывный, дискретный — скачкообразный". |
3 мин | "Внимание! Инструктаж по технике безопасности. 1. Работаем только чистыми, сухими руками. 2. Расстояние до экрана — не менее 50-60 см. 3. Не трогаем заднюю панель системного блока и провода. 4. В случае появления запаха гари или странных звуков — немедленно сообщить мне. 5. Спина должна быть прямой. Прошу расписаться в журнале инструктажа (или подтвердить готовность). Включаем компьютеры." | Слушают инструктаж, проверяют свою посадку за столом, включают мониторы и системные блоки. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Теория ясна, безопасность обеспечена. Приступаем к первому блоку заданий — кодированию текста."
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Этап 3. Практическая работа: Текстовая информация (10 мин)
Цель этапа: отработка навыков работы с кодировками Windows-1251 и Unicode в прикладном ПО.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
5 мин | "Задание №1. Откройте MS Word. Нам нужно найти коды ваших ФИО. Перейдите на вкладку 'Вставка', выберите 'Символ', затем 'Другие символы'. Установите шрифт Times New Roman и набор 'Кириллица'. Найдите код первой буквы вашей фамилии. Обратите внимание, в кодировке Windows для русской 'А' код 192. Запишите в таблицу свои данные." | Открывают Word, следуют алгоритму, находят десятичные коды для своих ФИО и названия улицы, заносят данные в таблицу практической работы. |
5 мин | "Задание №2. Теперь поработаем с Блокнотом. Это упражнение на декодирование. Я дам вам последовательность кодов, а вы с помощью клавиши ALT и цифровой клавиатуры (NumPad) должны узнать фразу. Удерживайте ALT, вводите код, отпускайте. Что у вас получилось? Также запишите название своей специальности в кодировке Unicode." | Запускают Блокнот. Вводят коды через Alt. Декодируют фразу (например, 'Информатика'). Записывают название специальности, используя таблицу символов или встроенные средства. |
Запись в тетрадях
Ученики фиксируют: Кодирование — преобразование информации в двоичный код. Декодирование — обратный процесс. Код буквы 'А' (рус) в Windows-1251 = 192.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Текст мы освоили. Теперь давайте дадим глазам отдохнуть перед работой с цветом."
Этап 4. Физкультминутка (2 мин)
Цель этапа: снятие зрительного и мышечного напряжения.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | "Отвлекитесь от мониторов. Применим правило '20-20-20': 20 секунд смотрим на предмет в 20 футах (6 метрах) от нас. Теперь сделаем круговые движения глазами: влево, вправо, вверх, вниз. Потрите ладони друг о друга, чтобы они стали теплыми, и приложите к закрытым векам. Хорошо, возвращаемся к работе." | Выполняют упражнения для глаз и рук, переключают внимание. |
Этап 5. Практическая работа: Графика, звук и расчеты (15 мин)
Цель этапа: изучение цветовой модели RGB, форматов файлов и выполнение математических расчетов объема данных.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
5 мин | "Задание №3. Перед вами таблица цветов RGB. Вспомните: 1 — наличие сигнала, 0 — отсутствие. Если мы смешаем Красный (1), Зеленый (1) и Синий (0), какой цвет получится? Правильно, желтый. Заполните таблицу в бланке до конца. Подумайте, какой код будет у белого цвета?" | Заполняют таблицу соответствия бинарных кодов RGB названиям цветов (Белый - 111, Черный - 000 и т.д.). |
10 мин | "Переходим к расчетным задачам. В тексте работы есть пример расчета видеопамяти для разрешения 1280х1024 при 32-битной глубине цвета. Ваша задача: рассчитать объем памяти для изображения 800х600 точек при глубине цвета 24 бита (True Color). Ответ дайте в Мбайтах. Также выполните перевод единиц измерения в последнем задании: 5 Кбайт в биты, 6 Мбайт в биты." | Выполняют расчеты в тетрадях или на бланках. Переводят единицы измерения (Кбайт -> Байт -> Бит), умножая на 1024 и на 8. |
Эталон решения (Задача на память)
1) Количество точек: $800 \times 600 = 480,000$.
2) Объем в битах: $480,000 \times 24 = 11,520,000$ бит.
3) Перевод в байты: $11,520,000 / 8 = 1,440,000$ байт.
4) Перевод в Кбайты: $1,440,000 / 1024 \approx 1406.25$ Кб.
5) Перевод в Мбайты: $1406.25 / 1024 \approx 1.37$ Мб.
2) Объем в битах: $480,000 \times 24 = 11,520,000$ бит.
3) Перевод в байты: $11,520,000 / 8 = 1,440,000$ байт.
4) Перевод в Кбайты: $1,440,000 / 1024 \approx 1406.25$ Кб.
5) Перевод в Мбайты: $1406.25 / 1024 \approx 1.37$ Мб.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы закончили расчеты. Вы увидели, как физические параметры (разрешение, глубина цвета) напрямую влияют на 'вес' файла."
Этап 6. Обобщение и контроль (5 мин)
Цель этапа: систематизация знаний о форматах файлов и проверка усвоения материала.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
5 мин | "Давайте обсудим форматы. В тексте работы указано, что JPEG сжимает с потерей качества, а TIFF — без. Почему для интернета мы выбираем JPEG или PNG, а для печати в типографии — TIFF? И еще вопрос: сколько кадров в секунду нужно менять, чтобы глаз видел плавное движение?" | Отвечают: "JPEG меньше весит, это важно для скорости загрузки страниц", "TIFF сохраняет детали для качественной печати", "Более 10-12 кадров в секунду". |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Отлично. Эти знания пригодятся вам не только на ЕГЭ, но и при выборе настроек камеры или видеоредактора."
Этап 7. Рефлексия и домашнее задание (5 мин)
Цель этапа: самооценка деятельности и постановка задач на дом.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
5 мин | "Наш практикум подходит к концу. Сохраните файлы (если создавали) и сдайте бланки с расчетами. Запишите домашнее задание. Оно будет дифференцированным. И не забудьте выключить компьютеры через меню 'Пуск'." | Сдают работы, записывают ДЗ, корректно завершают работу ОС, приводят в порядок рабочие места. |
Критерии оценивания практической работы
- "5" — Все 3 задания выполнены верно, расчеты объема памяти и переводы единиц произведены без ошибок, коды ФИО записаны корректно.
- "4" — Выполнены все задания, но допущены 1-2 неточности в расчетах или переводе единиц информации.
- "3" — Выполнены задания №1 и №2, в задании №3 допущены ошибки в расчетах объема видеопамяти или заполнена только таблица цветов.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Какой этап кодирования (текст, цвет или расчеты) вызвал наибольшее затруднение? | Выявление пробелов в математических навыках или навыках работы с ПО. |
Где в повседневной жизни вы сталкиваетесь с понятием 'глубина цвета' или 'частота дискретизации'? | Осознание практической значимости изученного материала. |
Сможете ли вы теперь самостоятельно рассчитать, сколько фотографий поместится на флешку? | Оценка сформированности функциональной грамотности. |
Завершающее слово учителя
"Сегодня мы заглянули 'под капот' цифрового мира. Мы увидели, что за красивой картинкой и чистым звуком стоят строгие математические алгоритмы и миллионы нулей и единиц. Вы успешно справились с ролью цифровых инженеров. На следующем уроке мы перейдем к изучению логических операций, которые позволяют компьютеру 'думать' над этими кодами. Всем спасибо за работу, до свидания!"
Домашнее задание
Уровень | Что задать | Зачем |
|---|---|---|
Базовый | Повторить определения дискретизации, форматов файлов (BMP, JPEG, AVI). Решить 2 задачи на расчет объема видеопамяти (аналогично заданию 3). | Закрепление базовых формул и понятий для подготовки к контрольной работе. |
Средний | Составить сравнительную таблицу достоинств и недостатков растровой и векторной графики на основе теоретического материала урока. | Развитие навыков систематизации и анализа информации. |
Продвинутый | Подготовить краткое сообщение (5-7 предложений) о том, как работает сжатие звука в формате MP3: что именно 'выбрасывается' из сигнала. | Исследовательская деятельность, связь с реальными технологиями сжатия. |
