  Министерство образования и науки Челябинской области
ГБОУ СПО (ССУЗ) «Первомайский техникум промышленности
строительных материалов»
МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА
открытого урока
по дисциплине
«Информатика и ИКТ»
по теме
«Системы счисления. Арифметические действия в двоичной системе счисления»
специальность 15.02.01
«Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования»
Выполнила:
Казанцева В.В.
2014 г.
1 ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Информатика – это область человеческой деятельности, связанная с процессами преобразования информации с помощью компьютеров и их взаимодействием со средой применения.
Задачами дисциплины "Информатика и ИКТ" являются обеспечение базовых знаний применения компьютеров и компьютерных сетей в процессе обучения для дальнейшей профессиональной деятельности.
Тема открытого урока «Системы счисления. Арифметические действия в двоичной системе счисления» является существенной, так как двоичная система счисления имеет особую значимость в информатике: внутреннее представление любой информации в компьютере является двоичным, т.е. описывается набором символов только из двух знаков 0 и 1.
По итогам изучения обучаемый должен знать типы позиционных систем счислений, правила перевода чисел в двоичную систему счисления, а также уметь выполнять арифметические действия в двоичной системе счисления.
При проведении практического занятия учебная группа делится на подгруппы численностью не менее 8 человек.
При планировании и создании методической разработки «Системы счисления. Арифметические действия в двоичной системе счисления» использовались требования стандарта.
Обучающиеся должны обладать общими компетенциями, включающими в себя способность:
ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.
ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.
ОК 6. Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.
ОК 7. Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), за результат выполнения заданий.
2 ПЛАН УРОКА
Дата урока 29.09.2014 г.
Группа М-1
Специальность 15.02.01 Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования
Тема урока: Системы счисления. Арифметические действия в двоичной системе счисления.
Коды формируемых компетенций на уроке: ОК. 1, ОК. 3, ОК 6, ОК 7.
Цели урока:
Обучающая: совершенствование навыков и умений перевода чисел в двоичную систему счисления и наоборот, а также арифметических действий в двоичной системе счисления.
Развивающая: развитие логического мышления, умение искать информацию.
Воспитательная: воспитание информационной культуры, способности работать в команде, ответственности за работу членов команды за результат выполнения заданий.
Методическая цель:
формирование мотивации познавательной деятельности через организованную групповую и индивидуальную работу студентов на практическом занятии.
Тип урока: урок закрепления знаний
Вид урока: практическое занятие
Уровень усвоения учебной информации: 2
По итогам изучения студенты должны:
Знать: основные понятия системы счисления, правила перевода чисел в двоичную систему счисления, а также правила арифметических действий в двоичной системе счисления.
Уметь: переводить числа в двоичную систему счисления и наоборот; выполнять арифметические действия в двоичной системе счисления.
Оснащение урока
Технические средства обучения: проектор, ноутбук, экран, компьютеры.
Наглядные пособия: презентация темы, карточки с цифрами 0 и 1.
Раздаточный материал:
1) варианты заданий для повторения изученного материала:
- диктант;
игра «Угадай устройство»;
примеры (перевод чисел из двоичной системы в десятичную);
арифметика двоичных чисел;
конкурс «Считай, не зевай!»;
- перевод чисел из десятичной системы счисления в двоичную систему счисления;
2) практическая работа «Выполнение вычислений с двоичными числами в программе Калькулятор».
ПОКАЗАТЕЛИ СФОРМИРОВАННОСТИ КОМПЕТЕНЦИЙ
Таблица 1. Показатели оценки сформированности общих компетенций
Общие компетенции
|
Показатели оценки результата
|
Формы заданий
для проверки
|
ОК.1 Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.
|
- эмоционально-психологическая готовность к выполнению заданий;
- проявление высокого уровня самостоятельности;
последовательность выполнения заданий;
- адекватная оценка результата работы
|
Практические
задания
|
ОК.З Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность
|
проявление инициативы быть
в роли экзаменатора;
адекватная оценка ответов
студентов-экзаменаторов;
|
Загадка поэта, рисуем по точкам
|
ОК.6 Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами
|
Проявление интереса к успехам одногруппников;
- организация деятельности в группе;
планирование деятельности;
взаимодействие с другими обучающимися, учитывание их мнения.
|
Деловая игра команд «Базис» и «Разряд»
|
ОК. 7 Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), за результат выполнения заданий.
|
организация деятельности капитана команды за членов команды;
взаимодействие с другими обучающимися, учитывание их мнения;
|
Деловая игра команд «Базис» и «Разряд»
|
3 Ход урока
Этап учебного
занятия
|
Элементы внутренней структуры
|
Деятельность
|
Время
этапа
|
Методы
|
Средства обучения и контроля
|
Преподавателя
|
Студента
|
1. Подготовительный этап
|
4.1.1 Организа-ционный
момент
|
Приветствует студентов, проверяет их явку, проверяет готовность к уроку, представляет капитанов команд и контролера.
|
Приветствуют преподавателя, готовятся к уроку
|
2 мин
|
Диалогово-словесный
|
Учебный журнал
|
4.1.2. Целевая установка
|
Сообщает тему и план работы на урок, помогает сформулировать цель работы.
|
Самостоятельно формулируют цель работы. Записывают тему
|
3 мин.
|
Частично-поисковый
|
Рабочая тетрадь
|
2. Основной этап
|
4.2. Актуализация
опорных знаний:
4.2.1 Диктант.
4.2.2 Игра «Угадай устройство».
|
Проводит - проверку теоретической готовности студентов к уроку, раздает материал для выполнения этих заданий.
|
Выполняют диктант. Отгадывают устройство.
|
15 мин.
|
Диалогово-
словесный, фронтальный опрос, репродуктивный, частично-поисковый
|
Ноутбук,
мультимедийный проектор, экран
|
4.3. Закрепление знаний.
Решение задач.
4.3.1. Примеры
4.3.2. «Арифметика двоичных чисел»
4.3.3. Конкурс «Считай, не зевай!»
4.3.4. Перевод чисел из десятичной системы счисления в двоичную систему счисления.
4.3.5.«Раскодиро
вание чисел».
|
Выдает каждой команде задания и комментирует их.
Напоминает и объясняет правила сложения и умножения чисел.
Диктует формулировку математической записи.
Объясняет правила перевода и выдает задания.
Выдает листы с заданием и таблицей для раскодирования полученной информации.
|
Выполняют задания в командах.
Решают примеры.
Выполняют задания в командах.
Переводят числа в двоичную систему счисления и делают проверку.
Пользуясь таблицей, раскодируют информацию.
|
25 мин.
5 мин.
5 мин.
5 мин.
5 мин.
5 мин.
|
Репродуктив-ный, частично-поисковый
|
Ноутбук, презентация, мультимедийный проектор, экран,
рабочие тетради
|
4.4. Выполнение практической работы
4.4.1. Работа обучаемых за ПК
|
Показывает и объясняет правила выполнения практической работы. В ходе выполнения проверяет, проводит текущий инструктаж.
|
Выполняют практическую работу за ПК
|
10 мин.
|
Диалогово-
словесный, репродуктивный
|
Образец инструкции,
компьютеры,
программа «Инженерный калькулятор»
|
3.Заключительный этап
|
5. Домашнее задание.
|
Выдает
домашнее
задание
|
Записывают в тетрадь
|
1 мин
|
Диалогово-словесный
|
|
6. Рефлексия
|
Обсуждает результаты урока. Жюри объявляет итоги.
|
Обсуждает результаты урока Рефлексия.
|
4 мин.
|
Диалогово-словесный
|
Компьютер, мультимедий-ный проектор, экран.
|
4 План-конспект урока.
4.1.1. Организационный момент.
Студенты делятся на две команды по 5 человек. Каждая команда придумывает название, связанное с изучаемой темой. Студент второго курса является контролером, который выставляет оценки.
Вводное слово преподавателя.
Сегодня мы повторим, обобщим и приведем в систему изученный материал по теме «Системы счисления». Ваша задача показать теоретические знания основных понятий, а также практические навыки выполнения арифметических действий в двоичной системе счисления.
Двоичная система счисления играет очень важную роль в информатике и математике, и мы уже начали работать с ней. За активное участие вы будете получать карточки, на которых написаны цифры 0 и 1. Карточка «1» дается за правильный ответ. Карточка «0» дается за неполный ответ или дополнение к ответу. За неправильные ответы карточки не даются. В конце урока каждую пару карточек «0» можно будет обменять на одну карточку «1», ответив на дополнительный вопрос. А заработанные карточки можно будет обменять на некоторую отметку. Итак, все в ваших руках!
4.1.2. План работы на уроке следующий:
1. Диктант.
2. Игра «Угадай устройство».
3. Примеры (перевод чисел из двоичной системы в десятичную).
4. Арифметика двоичных чисел.
5. Конкурс «Считай, не зевай!».
6. Перевод чисел из десятичной системы счисления в двоичную систему счисления.
7. «Раскодирование чисел».
8. Практическая работа «Выполнение вычислений с двоичными числами в программе Калькулятор».
4.2. Актуализация знаний.
Студенты выполняют задания на проверку теоретического материала по теме урока. Преподаватель задает вопросы, а ребята отвечают на них.
Сегодня на уроке мы проведем диктант по основным понятиям темы системы счисления.
- Сейчас я буду зачитывать высказывания, а вы будете писать «1», если высказывание истинно, если ложно – «0». Все эти символы записывайте в одну строчку.
Задание 4.2.1. Диктант.
1. Система счисления – это способ представления чисел и соответствующие ему правила действия над числами. (1)
2. Информация, хранящаяся в компьютере, представлена в троичной системе счисления. (0)
3. Основание системы счисления – это количество цифр, используемых для записи числа. (1)
4. В двоичной системе счисления алфавит это 1 и 2 (0)
5. В римской системе счисления символ D используется для обозначения числа 100. (0)
(Правильный ответ: 10100)
– У вас получилось число в двоичной системе счисления. Переведите его в десятичную.
– Какое число получилось?
(Правильный ответ: 20)
Задание 4.2.2. Игра «Угадай устройство»
Перед вами волшебные таблицы. В списке представлено 15 предметов, каждый предмет имеет свой номер:
Клавиатура
Принтер
Транзистор
Компьютер
Калькулятор
Счеты
Компакт-диск
Перфокарта
Дискета
Робот
Кассета
Мышь
Плата
Сканер
Колонки
Эти же названия записаны в четырех таблицах, которые представлены ниже.
Таблица 1
|
Таблица 2
|
Таблица 3
|
Таблица 4
|
Перфокарта
|
Компьютер
|
Принтер
|
Клавиатура
|
Компьютерная мышь
|
Счеты
|
Сканер
|
Плата
|
Кассета
|
Компакт-диск
|
Счеты
|
Транзистор
|
Дискета
|
Компьютерная мышь
|
транзистор
|
Колонки
|
Робот
|
Плата
|
Компакт-диск
|
Кассета
|
Плата
|
Калькулятор
|
Робот
|
Компакт-диск
|
Сканер
|
Сканер
|
Кассета
|
Калькулятор
|
Колонки
|
Колонки
|
Колонки
|
дискета
|
Один из учеников загадывает устройство, например дискету (№9). Учитель спрашивает:
Есть ли это название в таблице 1? (да, 1)
А в таблице 2? (нет,0)
А в таблице 3? (нет, 0)
а в таблице 4? (да, 1)
Учитель тут же называет устройство.
Ученикам предлагается разгадать секрет фокуса. А дело все в двоичной системе счисления. В случае с дискетой (№9) нужно просто перевести число 1001 из двоичной системы счисления в десятичную. Получится как раз номер загаданного устройства.
4.3. Решение задач.
Задание 4.3.1. Примеры: (перевод чисел из двоичной системы в десятичную)
10102=1*23+0*22+1*21+0*20=8+2=1010
101101112=1*27+0*26+1*25+1*24+0*23+1*22+1*21+1*20=128+0+32+16+0+4+2+1=18310
101102=1*24+0*23+1*22+1*21+0*10=16+0+4+2+0=2210
На данном этапе урока студенты выполняют задания в группах, не используя при этом компьютер. Каждая группа выполняет вариант задания, указанный преподавателем. Работа каждой команды проверяется контролером. Результаты заносятся в итоговую таблицу и объявляется сумма баллов каждой команды за выполненные задания.
Как же складывать?
Рассмотрите внимательно предложенные записи. Как при их помощи можно сложить числа из первого десятка?
0 – 0
1 – 1
2 – 10
3 – 11
4 – 100
5 – 101
|
6 – 110
7 – 111
8 – 1000
9 – 1001
10 – 1010
|
Попробуйте выяснить, какие действия выполнены в десятичной, а какие – в двоичной системе счисления?
1 + 1 = 2
1 * 1 = 1
10 + 10 = 100
|
0 + 1 = 1
10 * 1 = 10
100 – 1 = 99
|
Задание 4.3.2. «Арифметика двоичных чисел»
Правила двоичной арифметики гораздо проще правил десятичной арифметики. Вот все возможные варианты сложения и умножения однозначных двоичных чисел:
0 + 0 = 0
0 + 1 = 1
1 + 0 = 1
1 + 1 = 102
|
0 х 0 = 0
0 х 1 = 0
1 х 0 = 0
1 х 1 = 1
|
Своей простотой и согласованностью с битовой структурой компьютерной памяти двоичная система и привлекла изобретателей компьютера. Ее гораздо проще реализовать техническими средствами, чем десятичную систему.
Вот пример сложения столбиком двух многозначных двоичных чисел:
Выполните сложение в двоичной системе счисления:
1011012 + 111112; 101112 + 1011102 (ответ: 10011002; 10001012).
А теперь внимательно посмотрите на следующий пример умножения многозначных двоичных чисел:
Выполните умножение в двоичной системе счисления:
1011012х112; 101012х112 (ответ: 100001112; 1111112).
Задание 4.3.3. Конкурс «Считай, не зевай!»
Преподаватель предлагает командам выполнить следующие арифметические действия: количество базисных цифр в двоичной системе счисления сложить с количеством бит в одном байте. Результат умножить на десятичное число, которое в двоичной системе счисления записывается как 100. К полученному результату прибавить отличную школьную оценку. Ответ перевести в двоичную систему счисления и представить контролеру. Ответ. (2 + 8). 4+5=4510= 1011012.
Оцениваются правильность и скорость выполнения задания.
Ребята, давайте с вами вспомним основные правила перевода десятичных чисел в двоичную систему счисления.
Алгоритм перевода целого числа
Последовательно выполнять деление исходного целого и всех последующих частных на основание системы (2) в которую переводим до тех пор пока частное меньше делителя, т. е. 2.
записать полученные остатки в обратной последовательности.
Алгоритм перевода дробного числа
Последовательно выполнять умножение исходной десятичной дроби и получаемых дробных частей произведений на основе системы (2) до тех пор пока не получится нулевая или дробная часть будет повторяться
Записать полученные целые части произведения в прямом порядке
Алгоритм перевода смешанного числа.
Перевод чисел производится переводом целой и дробной части.
В итоговой записи полученного числа целая часть отделяется от дробной запятой.
Перевести число из десятичной системы счисления в двоичную систему счисления и выполнить проверку.
Задание 4.3.4. Перевод чисел из десятичной системы счисления в двоичную систему счисления.
На данном этапе урока студенты выполняют задания в группах, не используя при этом компьютер. Каждая группа выполняет вариант задания, указанный преподавателем. Работа каждой команды проверяется и контролером. Результаты заносятся в итоговую таблицу и объявляется сумма баллов каждой команды за выполненные задания.
Вариант 1. (735,732)10 (х)2
Вариант 2. (132,275)10 (х)2
Вариант 3. (432,365)10 (х)2
Вариант 4. (1432,713)10 (х)2
Вариант 5. (2131,75)10 (х)2
Вариант 6. (2535,37)10 (х)2
Вариант 7. (3123,015)10 (х)2
Вариант 8. (714,325)10 (х)2
Вариант 9. (1694,115)10 (х)2
Вариант 10. (2136,75)10 (х)2
Вариант 11. (471,105)10 (х)2
Вариант 12. (1415,102)10 (х)2
После перевода чисел обучающиеся должны выполнить проверку.
Задание 4.3.5. «Раскодирование чисел».
Сейчас вам будут выданы листы с заданием и таблицей для раскодирования полученной информации. Вам будет нужно перевести все двоичные числа в десятичные и вместо каждого числа записать соответствующую букву из русского алфавита. Вы узнаете имена известнейших ученых 20 века, которые занимались вопросами использования действий с двоичными числами в работе ЭВМ.
1100-1101-10000-101 11010-110-1111-1111-10000-1111
101-1000-10000-10010-101-1000 1101010100-1010-10-1010-11000
Ответы: Клод Шеннон, Джордж Штибиц.
Для сведения:
В 1937 году Клод Шеннон представил к защите кандидатскую диссертацию Символический анализ релейных и переключательных схем в MIT, в которой булева алгебра и двоичная арифметика были использованы применительно к электронным реле и переключателям.
В ноябре 1937 года Джордж Штибиц создал на базе реле компьютер «Model K» (от англ. «Kitchen», кухня, где производилась сборка), который выполнял двоичное сложение.
Студент выступает с мини-рефератом, в котором приводятся примеры двоичной системы счисления, а также прослеживается взаимосвязь информатики с электротехникой.
В 2004 году в Японии поступили в продажу необычные электронные часы, отображающие время в двоичной системе счисления. Выглядят часы также довольно необычно. Они заключены в круглый металлический корпус, однако вместо циферблата со стрелками или индикатора с цифрами под стеклом находится печатная плата зеленого цвета с резисторами, конденсаторами и расположенными в два ряда десятью светодиодами. Именно они и показывают время. Каждый из светодиодов соответствует двоичному разряду.
В верхнем ряду имеются четыре диода, соответствующих числам от одного (20) до восьми (23) и показывающих часы. Нижний ряд из шести светодиодов (разряды от 1 до 32) показывает минуты. Чтобы получить нужное значение нужно сложить числа, соответствующие горящим светодиодам. Для удобства владельца рядом со светодиодами указаны числа, которым те соответствуют.
После выполнения творческого задания студенты выполняют задания за компьютером, используя программу «Инженерный калькулятор». Работа каждой команды проверяется и оценивается контролером. Результаты заносятся в итоговую таблицу и объявляется сумма баллов каждой команды за выполненные задания.
4.4 Практическая работа «Выполнение вычислений с двоичными числами в программе Калькулятор».
Используя инструкцию, имеющуюся на столе у каждого ученика, учащиеся выполняют задание: С помощью программы Калькулятор переведите в десятичную систему счисления числа
110010101112, 10101100111012, 110101101012.
Образец инструкции.
1.Запустите программу Калькулятор: Пуск, Программы, Стандартные,
Калькулятор.
2. Включите Вид Калькулятора Инженерный.
3. Переключитесь в требуемую систему счисления – установите соответствующую кнопку: Bin–двоичная, Oct–восьмеричная, Hex – шестнадцатеричная.
4. Введите заданное число.
5. Переведите его в десятичную систему счисления, установив эту систему с помощью кнопки Dec.
6. Запишите полученный результат в тетрадь.
V. Выставляются оценки за урок; повторяется пройденный на уроке материал – учащиеся формулируют правила перевода чисел в десятичную систему счисления.
Домашнее задание – перевести числа 100011101012, 1268, В716
в десятичную систему счисления.
Образец инструкции.
1.Запустите программу Калькулятор: Пуск, Программы, Стандартные, Калькулятор.
2. Включите Вид Калькулятора Инженерный.
3. Переключитесь в требуемую систему счисления – установите соответствующую кнопку: Bin–двоичная, Oct–восьмеричная, Hex – шестнадцатеричная.
4. Введите заданное число.
5. Переведите его в десятичную систему счисления, установив эту систему с помощью кнопки Dec.
6. Запишите полученный результат в тетрадь.
|
Образец инструкции.
1.Запустите программу Калькулятор: Пуск, Программы, Стандартные, Калькулятор.
2. Включите Вид Калькулятора Инженерный.
3. Переключитесь в требуемую систему счисления – установите соответствующую кнопку: Bin–двоичная, Oct–восьмеричная, Hex – шестнадцатеричная.
4. Введите заданное число.
5. Переведите его в десятичную систему счисления, установив эту систему с помощью кнопки Dec.
6. Запишите полученный результат в тетрадь.
|
5. Домашнее задание.
1. Составить кроссворд по теме: «Системы счисления».
Контролер объявляют сумму баллов, набранные каждой командой в ходе выполнения заданий, а также название победившей команды.
Рефлексия.
— Какое задание было самым интересным?
— Какое задание, по вашему мнению, было самым сложным?
— С какими трудностями вы столкнулись, выполняя задания?
— Какие задания вы считаете самыми интересными и какие задания можете предложить по данной теме?
Вы сегодня работали хорошо, справились с поставленной перед вами задачей, а также показали хорошие знания по теме «Системы счисления». За работу на уроке вы получаете следующие оценки (объявляются оценки каждого обучаемого за работу на уроке).
Спасибо всем за хорошую работу. Молодцы!
Литература
1.Андрусенко Г.П., Прихода Т.Е. Разработка учебно-методического обеспечения предметов и профессий. Методические рекомендации. ЧИРПО, Челябинск, 2009г.
2.Кандерова О.Н. Дидактические основы проектирования и организации учебного занятия. Методическое пособие для преподавателей, ЧИРПО, Челябинск, 2009 г.
3.Федеральный государственный образовательный стандарт среднего профессионального образования по специальности 270843 «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий». 2009г.
4.Кандерова О.Н., Метод проектов. Основные требования и рекомендации по использованию образовательной технологии. ЧИРПО, Челябинск, 2010г.
|
