семинар 1. Сущность и роль базового понятия информация, этапы и методы его формирования. Сущность информации
 Скачать 59.32 Kb.
|
|
Сущность и роль базового понятия информация, этапы и методы его формирования. Сущность информации Вопрос о сущности информации возникает у учителей, когда надо ученику объяснить, почему в учебниках такое разнообразие, информация – это свойство материи, сигнал, знания, символ, смысл, данные и вообще неопределяемое понятие. Сам термин информация происходит от латинского informatio, что означает разъяснение, осведомление, изложение. В гуманитарных науках, где центральным объектом является человек как существо социальное, акцент в понятие информация делается на другом. Информация – это сведения, знание человека об окружающем мире и о самом себе. Информация – это отражение разнообразия в существующим мире. Такое определение ближе к философским и естественным наукам. Информация – это то, что позволяет живым организмом, их сообществом или техническим системам осуществлять целенаправленную деятельность во взаимодействие с окружающей средой. Это определение относится к наукам, изучающим информационные процессы в живой природе и технических системах. Такое разнообразие толкований получилось потому что постепенно это слово проникло в разные области человеческого знания, и только в середине 20-го века в связи с изучением поведения сложных систем и создания вычислительной техники было осознанно, что понятие информация относится к основным понятием в современном описании картины мира. Таким образом, оно не определяемое, поскольку не сводится к другим более общим понятием. Существуют разные подходы к раскрытию понятия «информация»: как с позиций частных наук, так и с философской точки зрения. В философии известны два принципиально различных подхода к информации. Их называют атрибутивным и функциональным. С позиции атрибутивного подхода информация есть свойство всех объектов материального мира, т.е. атрибут материи. В этом смысле информация — это мера упорядоченности, структурированности любой материальной системы. С позиции функционального подхода способностью к накоплению информации, информационной деятельности обладают лишь самоорганизующиеся системы, к которым относится объекты живой природы. Существует еще более узкий антропоцентрический подход, при котором информация рассматривается лишь как содержание мыслительной деятельности человека. С этой позиции «информация — это понимание (смысл, представление, интерпретация), возникающее в аппарате мышления человека после получения им данных». Накапливаемая в сознании человека информация образует его систему знаний. Подходы в раскрытии темы в учебной литературе. «Информация для человека - это содержание сигналов, воспринимаемых человеком непосредственно или с помощью специальных устройств, расширяющее его знания об окружающем мире и протекающих в нём процессах». (Босова) «Информация – нематериальное отражение материального мира, социальных процессов и явлений, а также духовного мира человека». (Гейн) «Информация несет человеку знания об окружающем мире». Информация — это очень емкое и глубокое понятие, которому не просто дать четкое определение. (Макарова) Но что же такое информация? Оказывается, дать ответ на этот вопрос непросто. «В жизни мы называем информацией любые сведения, которые человек получает из окружающего мира с помощью своих органов чувств: через глаза, уши, рот, нос и кожу». (Поляков) «Информация для человека - это содержание получаемых им сообщений. Информация пополняет знания человека». (Семакин) «В физике, которая изучает неживую природу, информация является мерой упорядоченности системы по шкале «хаос - порядок»». (Угринович) Анализ подходов авторов учебника: В учебнике под ред. Н.В. Макаровой определение информации заключено в следующей фразе: «Информация несет человеку знания об окружающем мире». Следовательно, информация является переносчиком знаний, а не самими знаниями. Других вариантов определения информации в учебнике не дано. Учебник Н.Д. Угриновича для 8 класса, содержит описание нескольких подходов к определению информации. В неживой природе «Информация является мерой упорядоченности системы по шкале «хаос-порядок»». Про информацию в живой природе сказано: «Живые системы в процессе развития способны повышать сложность своей структуры, т.е. увеличивать информацию, понимаемую как меру упорядоченности элементов системы». Оба утверждения, очевидно, относятся к атрибутивной концепции информации. Раскрывая понятие «информация» применительно к человеку, в учебнике информационная деятельность рассматривается как функция человеческого интеллекта (функциональная концепция). В учебнике И. Г. Семакина для 7 класса информация трактуется как знания человека. Сообщения, воспринимаемые человеком с помощью его органов чувств, несут для него информацию, если они пополняют знания человека. К представлению информации в любой знаковой системе (в том числе, используемой в компьютерах) применяется термин «данные». Таким образом, информация — это смысл, заключенный в данных и понятный только человеку. Классификация информации: Семакин: Декларативные («Я знаю, что...››) Процедурные («Я знаю, как...››) Макарова по назначению информация бывает: Научная (информация для узкого круга людей, специализирующихся в определенной научной области) Эстетическая (которая вызывает разнообразные чувства, эмоции, настроение) СМИ Секретная (предназначена для одного человека) Босова: Сигналы внешнего мира поступают в мозг человека через его органы чувств для анализа и осмысления. По способу восприятия человеком информация может быть разделена на следующие виды: визуальная (с помощью органов зрения мы воспринимаем буквы, цифры, рисунки, различаем цвет, форму, размеры и расположение предметов); аудиальная (с помощью органов слуха воспринимается звуковая информация -- речь, музыка, звуковые сигналы,-шум); обонятельная (с помощью органов обоняния люди воспринимают запахи); вкусовая (с помощью вкусовых рецепторов языка можно получить информацию о том, каков предмет -- горький, кислый, сладкий, солёный); тактильная (органы осязания (кончики пальцев и весь кожный-покров) дают человеку информацию о температуре предмета, о качестве его поверхности и т. д.). По форме представления: Текстовая – передаваемая в виде символов, предназначенных обозначать лексемы языка. Числовая – представлена в виде цифр и знаков, обозначающих математические действия. Графическая – представлена в виде изображений, предметов, графиков. Звуковая – передаваемая устная или в виде записи и передачи лексем языка аудиальным путём. Семакин: Информация представляется с помощью сообщений. Сообщение – это форма представления информации в виде речи, текста, изображения, цифровых данных и т.д. Сообщения бывают: Информативные (Пополняют наши знания) Неинформативные (Не пополняют наши знания) Свойства информации: Объективность Достоверность Полнота Актуальность Понятность Роль понятия информация Информация и информационные процессы – первая содержательная линия предлагаемого для изучения базового курса информатики. Структура содержания базового курса информатики:  Понятие информации является центральным всего курса информатики, однако, в школьных учебниках подход к её определению неоднозначный. В некоторых учебниках определение информации даже не приводится. Одна из причин такого положения - сложность самого понятия информации. Оно относится к числу фундаментальных для всей науки, носит общенаучный, философский характер и является предметом постоянных дискуссий. Из-за этого часть ученых считает, что оно неопределяемое. Этапы и методы его формирования При построении общеобразовательного курса приходится разрешать терминологические противоречия. С одной стороны, система понятий и соответствующая ей терминология в рамках учебного курса должна быть однозначной. С другой стороны, сложившаяся, широко употребляемая терминология в научной, производственной области, в быту может оказаться в противоречии со строго выстроенной терминологией учебного предмета. Такое противоречие возникает в новых областях человеческой деятельности, к которым относится и информатика. Основные содержательные и методические проблемы изучения всего материала связаны с проблемой определения понятия информация. Информация – фундаментальное понятие науки, поэтому определить его исчерпывающим образом через какие –то простые понятия невозможно. В базовом курсе рассматриваются два различных подхода к этому понятию: субъективный и кибернетический. Каждый подход дает свое определение информации. И каждый вариант определения обладает некоторой неполнотой. Субъективный подход: При данном подходе информация рассматривается с точки зрения ее роли в жизни и деятельности человека. С этой позиции информация – это знания, сведения, которыми обладает человек, которые он получает из окружающего мира. При раскрытии понятия информации с точки зрения субъективного (бытового, человеческого) подхода следует отталкиваться от интуитивных представлений об информации, имеющихся у детей. Целесообразно вести беседу в форме диалога, задавая ученикам вопросы, на которые они в состоянии ответить. Не следует сразу требовать от них определения информации, но подвести их к этому с помощью вопросов можно. Вопросы можно задавать, например, в следующем порядке: Расскажите, откуда вы получаете информацию? Приведите примеры какой-нибудь информации, которую они получили сегодня и тд. Ухватившись за ответ учитель подводит к окончательному выводу: Значит в начале ты не знал, а после получения информации стал знать. Следовательно, получив информацию, ты получил новые знания. Таким образом учитель вместе с учениками приходит к определению: информация для человека — это знания, которые он получает из различных источников. Далее на многочисленных знакомых детям примерах следует закрепить это определение. Приняв определение информации как знаний людей, неизбежно приходишь к выводу, что информация это содержимое нашей памяти, так как человеческая память и есть средство хранения знаний. Разумно назвать такую информацию внутренней, оперативной информацией, которой обладает человек. Однако люди хранят информацию не только в собственной памяти, но и в записях на бумаге, на магнитных носителях и пр. Такую информацию можно назвать внешней (по отношению к человеку). Вопрос о классификации знаний (а, стало быть, информации) очень сложный. В науке существуют различные подходы к нему. В рамках базового курса достаточно ограничиться делением знаний на декларативные и процедурные. Описание декларативных знаний можно начинать со слов: «Я знаю, что...». Описание процедурных знаний — со слов: «Я знаю, как...» Нетрудно дать примеры на оба типа знаний и предложить детям придумать свои примеры. Учитель должен хорошо понимать пропедевтическое значение обсуждения данных вопросов для будущего знакомства учеников с устройством и работой компьютера. Так как у компьютера, подобно человеку, есть внутренняя — оперативная и внешняя долговременная — память. Деление знаний на декларативные и процедурные в дальнейшем следует увязать с делением компьютерной информации на данные — декларативная информация и программы — процедурная информация. Использование дидактического приема аналогии между информационной функцией человека и компьютером позволит ученикам лучше понять суть устройства и работы ЭВМ. В данной теме используется понятие сообщение. Расшифровать его нужно следующим образом: Сообщение – это информационный поток, который в процессе передачи информации поступает к приемнику. Вопрос об информативности сообщения следует обсуждать на примерах, предлагаемых учителем и учениками. Правило: информативное сообщение, которое пополняет знания человека, то есть несет для него информацию. Для разных людей одно и тоже сообщения может быть разным с точки зрения информативности. Роль органов чувств. Исходя из позиции «информация для человека – это знания» учитель сообщает ученикам, что и запахи, и вкусы, и тактильные ощущения тоже несут информацию человеку. Обоснование этому очень простое: раз мы помним знакомые запахи и вкусы, узнаем на ощупь знакомые предметы, значит эти ощущения хранятся в нашей памяти и, стало быть, являются информацией. Отсюда делаем вывод, что с помощью своих органов чувств человек получает информацию из внешнего мира. Кибернетический подход: Между информатикой и кибернетикой существует тесная связь. Можно сказать, что кибернетика породила современную информатику, выполнила роль одного из ее источников. Сейчас кибернетика входит в информатику как составная часть. Данный подход позволяет создавать машины, работающие с информацией. С этой точки зрения информация – это содержание последовательностей символов (сигналов) из некоторого алфавита. В таком случае все три вида информационных процессов сводятся к действиям над символами. Если учитель использует кибернетический подход, то следует использовать метод обучения рассказ и сообщить, как возникла кибернетика, как она породила современную информатику, являясь одним из её источников. Кибернетику определяют, как науку об общих свойствах процессов управления в живых и неживых системах. Для описания сложных систем в кибернетике используют понятие (модель) «чёрного ящика». Термины чёрный ящик и кибернетическая система можно считать синонимами. Главные характеристики чёрного ящика - это входная и выходная информация. И если два таких чёрных ящика взаимодействуют между собой, то они делают это только с помощью обмена информацией. Информация в кибернетических системах передаётся в виде некоторой последовательности сигналов разной природы: акустических, световых, электрических и др. Информационные обмены происходят везде и всюду: между людьми, животными, техническими устройствами. В последовательности передаваемых сигналов закодирован определённый смысл и содержание. С точки зрения кибернетики, информацией является содержание передаваемых сигналов (символов) из некоторого алфавита. Передача сигналов требует определённых затрат материалов и энергии. Однако содержание сигналов не зависит от этих затрат. В последовательности сигналов закодированы определённые смысловые символы, в которых и заключается их содержание. Эти символы могут быть буквами текста какого-либо алфавита или целыми понятиями (например, красный сигнал светофора обозначает для людей «стоять!»). Такую последовательность сигналов называют сообщением. Вопросы и задания Вопросы: 1. Чем является информация для человека? 2. На какие категории делятся знания? (декларативные и процедурные) 3. На какие вопросы они отвечают? 4. Приведите примеры декларативных знаний. 5. Приведите примеры процедурных знаний. 6. Каким должно быть сообщение, чтобы оно пополнило ваши знания? Задания: 7. Из предложенного списка выберите декларативные и процедурные знания: а) чтобы определить кислотность раствора, нужно опустить в него лакмусовую бумажку и посмотреть на её цвет: если цвет красный, то раствор кислотный; если цвет синий, то раствор щелочной; если цвет не изменился, то раствор нейтральный, б) Вашингтон – столица США, в) чтобы найти площадь прямоугольника, нужно его ширину умножить на длину, г) для определения числа решений квадратного уравнения нужно вычислить его дискриминант: если он меньше 0 , то решений нет ; если равен 0 . то решение одно ; если больше 0, то решений 2, д) А. С. Пушкин – автор поэмы «Полтава», е) Н. Винер – основатель кибернетики, ж) чтобы сократить дробь, нужно найти наибольший общий делитель числителя и знаменателя и разделить на него и числитель и знаменатель, з) для удаления текущего файла с помощью Norton Commander нужно нажать клавишу F 8 и) Юрий Гагарин – первый космонавт. 8. Определите, какое из сообщений является для вас информативным (объясните - почему?). а) Площадь Тихого океана – 179 млн. кв. км. б) Москва – столица России. в) Вчера весь день шёл дождь. г) Завтра ожидается солнечная погода. д) Дивергенция однородного векторного поля равна нулю. е) Dog- собака (по-английски ). ж) Ro do, may si, lot do may. з) 2*2=4. 9. Какие органы чувств человека участвуют в восприятии информации, если он: а) слушает оперу; б) смотрит футбольный матч; в) читает орфографический словарь; г) выбирает букет в магазине; д) ест мороженное; е) разговаривает по телефону; ж) гладит кошку; з) слушает по радио сообщение о курсе доллара. |