2 Планируемые результаты освоения учебного предмета «информатика» в 9 классе Личностные: формирование целостного мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки и общественной практики, учитывающего социальное, культурное, языковое, духовное многообразие современного мира; формирование коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве со сверстниками, детьми старшего и младшего возраста, взрослыми в процессе образовательной, общественно полезной, учебно-исследовательской, творческой и других видов деятельности. приобретение опыта выполнения индивидуальных и коллективных проектов, таких как разработка программных средств учебного назначения, издание школьных газет, создание сайтов, виртуальных краеведческих музеев и т. д, на основе использования информационных технологий; знакомство с основными правами и обязанностями гражданина информационного общества; формирование представлений об основных направлениях развития информационного сектора экономики, основных видах профессиональной деятельности, связанных с информатикой и информационными технологиями. целенаправленные поиск и использование информационных ресурсов, необходимых для решения учебных и практических задач, в том числе с помощью средств информационных и коммуникационных технологий (ИКТ); анализ информационных процессов, протекающих в социотехнических, природных, социальных системах; формирование (на основе собственного опыта информационной деятельности) представлений о механизмах и законах восприятия и переработки информации человеком, техническими и социальными системами. Метапредметные: формирование компьютерной грамотности, т. е. приобретение опыта создания, преобразования, представления, хранения информационных объектов (текстов, рисунков, алгоритмов и т. п.) с использованием наиболее широко распространенных компьютерных инструментальных средств; осуществление целенаправленного поиска информации в различных информационных массивах, в том числе электронных энциклопедиях, сети Интернет и т.п., анализ и оценка свойств полученной информации с точки зрения решаемой задачи; целенаправленное использование информации в процессе управления, в том числе с помощью аппаратных и программных средств компьютера и цифровой бытовой техники; умение самостоятельно планировать пути достижения целей, в том числе альтернативные, осознанно выбирать наиболее эффективные способы решения учебных и познавательных задач; умение соотносить свои действия с планируемыми результатами, осуществлять контроль своей деятельности в процессе достижения результата, определять способы действий в рамках предложенных условий и требований, корректировать свои действия в соответствии с изменяющейся ситуацией; умение оценивать правильность выполнения учебной задачи, собственные возможности еѐ решения; 3 владение основами самоконтроля, самооценки, принятия решений и осуществления осознанного выбора в учебной и познавательной деятельности; умение определять понятия, создавать обобщения, устанавливать аналогии, классифицировать, самостоятельно выбирать основания и критерии для классификации, устанавливать причинно-следственные связи, строить логическое рассуждение, умозаключение (индуктивное, дедуктивное и по аналогии) и делать выводы; умение создавать, применять и преобразовывать знаки и символы, модели и схемы для решения учебных и познавательных задач. Предметные: Выпускник научится: Выпускник получит возможность: ‒ различать содержание основных понятий ‒ осознано подходить к выбору ИКТ – средств для своих учебных и иных целей; предмета: информатика, информация, ‒ узнать о физических ограничениях на значения характеристик компьютера. информационный процесс, информационная система, информационная модель и др; ‒ различать виды информации по способам еѐ восприятия человеком и по способам еѐ представления на материальных носителях; ‒ раскрывать общие закономерности протекания информационных процессов в системах различной природы; ‒ приводить примеры информационных процессов – процессов, связанные с хранением, преобразованием и передачей данных – в живой природе и технике; ‒ классифицировать средства ИКТ в соответствии с кругом выполняемых задач; ‒ узнает о назначении основных компонентов компьютера (процессора, оперативной памяти, внешней энергонезависимой памяти, устройств вводавывода), характеристиках этих устройств; ‒ определять качественные и количественные характеристики компонентов компьютера; ‒ узнает о истории и тенденциях развития 4 компьютеров; о том как можно улучшить характеристики компьютеров; ‒ узнает о том какие задачи решаются с помощью суперкомпьютеров. Математические основы информатики ‒ описывать размер двоичных текстов, используя термины «бит», «байт» и производные от них; использовать термины, описывающие скорость передачи данных, оценивать время передачи данных; ‒ кодировать и декодировать тексты по заданной кодовой таблице; ‒ оперировать понятиями, связанными с передачей данных (источник и приемник данных: канал связи, скорость передачи данных по каналу связи, пропускная способность канала связи); ‒ определять минимальную длину кодового слова по заданным алфавиту кодируемого текста и кодовому алфавиту (для кодового алфавита из 2, 3 или 4 символов); ‒ определять длину кодовой последовательности по длине исходного текста и кодовой таблице равномерного кода; ‒ записывать в двоичной системе целые числа от 0 до 1024; переводить заданное натуральное число из десятичной записи в двоичную и из двоичной в десятичную; сравнивать числа в двоичной записи; складывать и вычитать числа, записанные в двоичной системе счисления; ‒ записывать логические выражения составленные с помощью операций «и», «или», «не» и скобок, определять истинность такого составного высказывания, если известны значения истинности ‒ познакомиться с примерами математических моделей и использования компьютеров при их анализе; понять сходства и различия между математической моделью объекта и его натурной моделью, между математической моделью объекта/явления и словесным описанием; ‒ узнать о том, что любые дискретные данные можно описать, используя алфавит, содержащий только два символа, например, 0 и 1; ‒ познакомиться с тем, как информация (данные) представляется в современных компьютерах и робототехнических системах; ‒ познакомиться с примерами использования графов, деревьев и списков при описании реальных объектов и процессов; ‒ ознакомиться с влиянием ошибок измерений и вычислений на выполнение алгоритмов управления реальными объектами (на примере учебных автономных роботов); ‒ узнать о наличии кодов, которые исправляют ошибки искажения, возникающие при передаче информации. 5 входящих в него элементарных высказываний; ‒ определять количество элементов в множествах, полученных из двух или трех базовых множеств с помощью операций объединения, пересечения и дополнения; ‒ использовать терминологию, связанную с графами (вершина, ребро, путь, длина ребра и пути), деревьями (корень, лист, высота дерева) и списками (первый элемент, последний элемент, предыдущий элемент, следующий элемент; вставка, удаление и замена элемента); ‒ описывать граф с помощью матрицы смежности с указанием длин ребер (знание термина «матрица смежности» не обязательно); ‒ познакомиться с двоичным кодированием текстов и с наиболее употребительными современными кодами; ‒ использовать основные способы графического представления числовой информации, (графики, диаграммы). Алгоритмы и элементы программирования ‒ составлять алгоритмы для решения учебных задач различных типов ; ‒ выражать алгоритм решения задачи различными способами (словесным, графическим, в том числе и в виде блок-схемы, с помощью формальных языков и др.); ‒ определять наиболее оптимальный способ выражения алгоритма для решения конкретных задач (словесный, графический, с помощью формальных языков); ‒ определять результат выполнения заданного алгоритма или его фрагмента; ‒ познакомиться с использованием в программах строковых величин и с операциями со строковыми величинами; ‒ создавать программы для решения задач, возникающих в процессе учебы и вне ее; ‒ познакомиться с задачами обработки данных и алгоритмами их решения; ‒ познакомиться с понятием «управление», с примерами того, как компьютер управляет различными системами (роботы, летательные и космические аппараты, станки, оросительные системы, движущиеся модели и др.); ‒ познакомиться с учебной средой составления программ управления автономными роботами и разобрать примеры алгоритмов управления, разработанными в этой среде. 6 ‒ использовать термины «исполнитель», «алгоритм», «программа», а также понимать разницу между употреблением этих терминов в обыденной речи и в информатике; ‒ выполнять без использования компьютера («вручную») несложные алгоритмы управления исполнителями и анализа числовых и текстовых данных, записанные на конкретном язык программирования с использованием основных управляющих конструкций последовательного программирования (линейная программа, ветвление, повторение, вспомогательные алгоритмы); ‒ составлять несложные алгоритмы управления исполнителями и анализа числовых и текстовых данных с использованием основных управляющих конструкций последовательного программирования и записывать их в виде программ на выбранном языке программирования; выполнять эти программы на компьютере; ‒ использовать величины (переменные) различных типов, табличные величины (массивы), а также выражения, составленные из этих величин; использовать оператор присваивания; ‒ анализировать предложенный алгоритм, например, определять какие результаты возможны при заданном множестве исходных значений; ‒ использовать логические значения, операции и выражения с ними; ‒ записывать на выбранном языке программирования арифметические и логические выражения и вычислять их значения. Использование программных систем и сервисов 7 ‒ классифицировать файлы по типу и иным параметрам; ‒ выполнять основные операции с файлами (создавать, сохранять, редактировать, удалять, архивировать, «распаковывать» архивные файлы); ‒ разбираться в иерархической структуре файловой системы; ‒ осуществлять поиск файлов средствами операционной системы; ‒ использовать динамические (электронные) таблицы, в том числе формулы с использованием абсолютной, относительной и смешанной адресации, выделение диапазона таблицы и упорядочивание (сортировку) его элементов; построение диаграмм (круговой и столбчатой); ‒ использовать табличные (реляционные) базы данных, выполнять отбор строк таблицы, удовлетворяющих определенному условию; ‒ анализировать доменные имена компьютеров и адреса документов в Интернете; проводить поиск информации в сети Интернет по запросам с использованием логических операций Выпускник овладеет (как результат применения программных систем и интернет-сервисов в данном курсе и во всем образовательном процессе): ‒ навыками работы с компьютером; знаниями, умениями и навыками, достаточными для работы с различными видами программных систем и интернетсервисов (файловые менеджеры, текстовые редакторы, электронные таблицы, браузеры, поисковые системы, словари, электронные энциклопедии); умением описывать работу этих систем и сервисов с Выпускник получит возможность (в данном курсе и иной учебной деятельности): ‒ узнать о данных от датчиков, например, датчиков роботизированных устройств; ‒ практиковаться в использовании основных видов прикладного программного обеспечения (редакторы текстов, электронные таблицы, браузеры и др.); ‒ познакомиться с примерами использования математического моделирования в современном мире; ‒ познакомиться с принципами функционирования Интернета и сетевого взаимодействия между компьютерами, с методами поиска в Интернете; ‒ познакомиться с постановкой вопроса о том, насколько достоверна полученная информация, подкреплена ли она доказательствами подлинности (пример: наличие электронной подписи); познакомиться с возможными подходами к оценке достоверности информации (пример: сравнение данных из разных источников); ‒ узнать о том, что в сфере информатики и ИКТ существуют международные и национальные стандарты; ‒ узнать о структуре современных компьютеров и назначении их элементов; ‒ получить представление об истории и тенденциях развития ИКТ; ‒ познакомиться с примерами использования ИКТ в современном мире; ‒ получить представления о роботизированных устройствах и их использовании на производстве и в научных исследованиях. 8 использованием соответствующей терминологии; ‒ различными формами представления данных (таблицы, диаграммы, графики и т. д.); ‒ приемами безопасной организации своего личного пространства данных с использованием индивидуальных накопителей данных, интернетсервисов и т. п.; ‒ основами соблюдения норм информационной этики и права; ‒ познакомится с программными средствами для работы с аудио-визуальными данными и соответствующим понятийным аппаратом; ‒ узнает о дискретном представлении аудиовизуальных данных. 1. Содержание учебного предмета Основы логики (6 часов) Алгебра логики. Логические основы устройства компьютера. Базовые логические элементы. Сумматор двоичных чисел. Расчет количества вариантов: формулы перемножения и сложения количества вариантов. Количество текстов данной длины в данном алфавите. Множество. Определение количества элементов во множествах, полученных из двух или трех базовых множеств с помощью операций объединения, пересечения и дополнения. Высказывания. Простые и сложные высказывания. Диаграммы Эйлера-Венна. Логические значения высказываний. Логические выражения. Логические операции: «и» (конъюнкция, логическое умножение), «или» (дизъюнкция, логическое сложение), «не» (логическое отрицание). Правила записи логических выражений. Приоритеты логических операций. Таблицы истинности. Построение таблиц истинности для логических выражений. Логические операции следования (импликация) и равносильности (эквивалентность). Свойства логических операций. Законы алгебры логики. Использование таблиц истинности для доказательства законов алгебры логики. Логические элементы. Схемы логических элементов и их физическая (электронная) реализация. Знакомство с логическими основами компьютера Практическая работа № 3.1 «Законы логики» Практическая работа № 3.2 «Истинность логических выражений» Тест № 1 по теме «Основы логики». 9 Основы алгоритмизации и объектно-ориентированного программирования (16 часов) Исполнители. Состояния, возможные обстановки и система команд исполнителя; команды-приказы и команды-запросы; отказ исполнителя. Необходимость формального описания исполнителя. Ручное управление исполнителем. Алгоритм как план управления исполнителем (исполнителями). Алгоритмический язык (язык программирования) – формальный язык для записи алгоритмов. Программа – запись алгоритма на конкретном алгоритмическом языке. Компьютер – автоматическое устройство, способное управлять по заранее составленной программе исполнителями, выполняющими команды. Программное управление исполнителем. Программное управление самодвижущимся роботом. Словесное описание алгоритмов. Описание алгоритма с помощью блок-схем. Отличие словесного описания алгоритма, от описания на формальном алгоритмическом языке. Системы программирования. Средства создания и выполнения программ. Понятие об этапах разработки программ и приемах отладки программ. Управление. Сигнал. Обратная связь. Примеры: компьютер и управляемый им исполнитель (в том числе робот); компьютер, получающий сигналы от цифровых датчиков в ходе наблюдений и экспериментов, и управляющий реальными (в том числе движущимися) устройствами. Конструкция «следование». Линейный алгоритм. Ограниченность линейных алгоритмов: невозможность предусмотреть зависимость последовательности выполняемых действий от исходных данных. Конструкция «ветвление». Условный оператор: полная и неполная формы. Выполнение и невыполнения условия (истинность и ложность высказывания). Простые и составные условия. Запись составных условий. Конструкция «повторения»: циклы с заданным числом повторений, с условием выполнения, с переменного цикла. Проверка условия выполнения цикла до начала выполнения тела цикла и после выполнения тела цикла: постусловие и предусловие цикла. Инвариант цикла. Запись алгоритмических конструкций в выбранном языке программирования, записи команд ветвления и повторения и других конструкций в различных алгоритмических языках. Оператор присваивания. Представление о структурах данных. Константы и переменные. Переменная: имя и значение. Типы переменных: целые, вещественные, символьные, строковые, логические. Табличные величины (массивы). Одномерные массивы. Двумерные массивы. Примеры задач обработки данных: ‒ нахождение минимального и максимального числа из двух, трех, четырех данных чисел; ‒ нахождение всех корней заданного квадратного уравнения; ‒ заполнение числового массива в соответствии с формулой или путем ввода чисел; ‒ нахождение суммы элементов данной конечной числовой последовательности или массива; ‒ нахождение минимального (максимального) элемента массива. Знакомство с алгоритмами решения этих задач. Реализации этих алгоритмов в выбранной среде программирования. Составление алгоритмов и программ по управлению исполнителями Робот, Черепашка, Чертежник и др. Знакомство с постановками более сложных задач обработки данных и алгоритмами их решения: сортировка массива, выполнение поэлементных операций с массивами; обработка целых чисел, представленных записями в десятичной и двоичной системах счисления, нахождение наибольшего общего делителя (алгоритм Евклида). Понятие об этапах разработки программ: составление требований к программе, выбор алгоритма и его реализация в виде программы на выбранном алгоритмическом языке, отладка программы с помощью выбранной системы программирования, тестирование. 10 Простейшие приемы диалоговой отладки программ (выбор точки останова, пошаговое выполнение, просмотр значений величин, отладочный вывод). Знакомство с документированием программ. Составление описание программы по образцу. Сложность вычисления: количество выполненных операций, размер используемой памяти; их зависимость от размера исходных данных. Примеры коротких программ, выполняющих много шагов по обработке небольшого объема данных; примеры коротких программ, выполняющих обработку большого объема данных. Определение возможных результатов работы алгоритма при данном множестве входных данных; определение возможных входных данных, приводящих к данному результату. Примеры описания объектов и процессов с помощью набора числовых характеристик, а также зависимостей между этими характеристиками, выражаемыми с помощью формул. Практическая работа № 1.1 «Знакомство с системами объектно-ориентированного и алгоритмического программирования». Практическая работа № 1.2 «Проект “Переменные”». Практическая работа № 1.3 «Проект “Калькулятор”». Практическая работа № 1.4 «Проект “Строковый калькулятор”». Практическая работа № 1.5 «Проект “Даты и время”». Практическая работа № 1.6 «Проект “Сравнение кодов символов”». Практическая работа № 1.7 «Проект “Отметка”». Практическая работа № 1.8 «Проект “Коды символов”». Практическая работа № 1.9 «Проект “Слово-перевертыш”». Практическая работа № 1.10 «Проект “Графический редактор”». Практическая работа № 1.11 «Проект “Системы координат”». Практическая работа № 1.12 «Проект “Анимация”». Моделирование и формализация (9 часов) Окружающий мир как иерархическая система. Моделирование, формализация, визуализация. Моделирование как метод познания. Материальные и информационные модели. Формализация и визуализация моделей. Основные этапы разработки и исследования моделей на компьютере. Построение и исследование физических моделей. Приближенное решение уравнений. Экспертные системы распознавания химических веществ. Информационные модели управления объектами. Понятие математической модели. Задачи, решаемые с помощью математического (компьютерного) моделирования. Отличие математической модели от натурной модели и от словесного (литературного) описания объекта. Использование компьютеров при работе с математическими моделями. Компьютерные эксперименты. 11 Примеры использования математических (компьютерных) моделей при решении научно-технических задач. Представление о цикле моделирования: построение математической модели, ее программная реализация, проверка на простых примерах (тестирование), проведение компьютерного эксперимента, анализ его результатов, уточнение модели. Практическая работа № 2.1 «Проект “Бросание мячика в площадку”». Практическая работа № 2.2 «Проект “ Графическое решение уравнения”». Практическая работа № 2.3 Практическая работа № 2.4 «Проект “ Распознавание удобрений”». Практическая работа № 2.5 «Проект “Модели систем управления”». Тест № 2 по теме «Моделирование и формализация». Информационное общество и информационная безопасность (2 часа) Информационное общество. Информационная культура. Правовая охрана программ и данных. Защита информации. 2. Тематическое планирование с указанием количества часов, отводимых на освоение каждой темы № Всего (часов) ТЕМА 1 Основы логики 6 2 Основы алгоритмизации и объектно – ориентированного программирования 16 3 Моделирование и формализация 9 4 Информационное общество и информационная безопасность 3 Всего: 34 12 Приложение Тематическое планирование с распределением часов, отводимых на каждую тему 1 час в неделю, всего – 34 ч. Дата Номер урока 01.09 08.09 15.09 22.09 29.09 06.10 1 2 3 4 5 13.10 20.10 7 8 10.11 17.11 9 10 24.11 01.12 08.12 11 12 13 15.12 14 22.12 15 6 Содержание учебного материала Основы логики - 6 ч. Алгебра логики. Логические переменные и логические высказывания. Логические функции. Законы логики Упрощение логических функций Таблицы истинности Логические основы устройства компьютера. Тест №1 по теме «Основы логики» Основы алгоритмизации и объектно-ориентированного программирования – 16 ч Алгоритм и его формальное исполнение Выполнение алгоритмов компьютером. Основные парадигмы программирования Основные алгоритмические структуры Знакомство с системами объектно-ориентированного и процедурного программирования Переменные: имя, тип, значение Арифметические, строковые и логические выражения Функции в языках объектно-ориентированного и процедурного программирования Проекты «Даты и время» и «Сравнение кодов символов» Практическая работа №1.5 и №1.6 Проект «Отметка» Количество часов по программе 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 13 12.01 16 19.01 17 26.01 02.02 18 19 09.02 20 16.02 21 02.03 22 09.03 23 16.03 24 06.04 25 13.04 20.04 26 27 27.04 28 04.05 29 11.05 18.05 30 31 Практическая работа №1.7 Проект «Коды символов» Практическая работа №1.8 Проект Слово-перевертыш» Практическая работа №1.9 Графические возможности объектно-ориентированного программирования Проект «Графический редактор» Практическая работа №1.10 Проект «Системы координат» Практическая работа №1.11 Проект «Анимация» Практическая работа №1.12 Тест №2 по теме «Основы алгоритмизации и объектно-ориентированного программирования» Моделирование и формализация – 9 ч. Окружающий мир как иерархическая система. Моделирование, формализация, визуализация Материальные и информационные модели. Формализация и визуализация информационных моделей Основные этапы разработки и исследования моделей на компьютере. Построение и исследование моделей из курса физики Проект «Бросание мячика в площадку» Практическая работа №2.1 Приближенное решение уравнений. Проект «Графическое решение уравнения» Практическая работа №2.2 Компьютерное конструирование с использованием системы компьютерного черчения. Практическая работа №2.3 Экспертные системы распознавания химических веществ Практическая работа №2.4 Информационные модели управления объектами Практическая работа №2.5 Контрольный урок по теме «Моделирование и формализация» Информационное общество и информационная безопасность – 3 ч 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 14 25.05 32 33 34 Информационное общество. Информационная культура Правовая охрана программ и данных. Защита информации Итоговое занятие по теме «Информационное общество и информационная безопасность» 1 1 1 15