Конспект урока по информатике 10 класс Информационное взаимодействие

Конспект урока по информатике 10 класс Информационное взаимодействие

Цели: освоить основные понятия темы; знать особенности функ­ционирования информации в системах различной природы; знать характерные особенности информационного взаимодействия.

Основные понятия: система, элементы системы, информаци­онное взаимодействие, информационный процесс.

ХОД УРОКА

I. Организационный момент

II. Актуализация знаний

  • Изменилось ли у вас представление об информатике как науке в свете рассмотренных на прошлом уроке тем?
  • Какие проблемы рассматривает информатика как наука? (Можно выделить два основных аспекта. Первый аспект — это рассмотрение информационных процессов в системах различной природы. Второй аспект — использование автома­тизированных средств для обработки информации.)
  • Какие вопросы может решать информатика как отрасль про­изводства? (В производственной сфере используются авто­матизированные средства обработки информации и усилия информатики направлены на то, чтобы найти наиболее эф­фективные способы использования данных систем в зависи­мости от производственных нужд.)
  • В чем различия в описании понятия «информация» при раз­личных подходах? (Коммуникативная концепция рассмат­ривает информацию как средство обмена данными между людьми. Атрибутивный поход описывает информацию как объективную реальность, данную нам в ощущениях и сущест­вующую вне зависимости от нашего понимания и осознания. Функциональный подход рассматривает информацию как смысл, содержащийся в сигнале, и для того чтобы извлечь смысл из окружающей среды, необходим субъект, достиг­ший уровня психического развития. Иначе говоря, в последнем случае только человек может извлекать смысл из окружаю­щей действительности и на основе полученных данных ре­гулировать свое жизненное пространство.)
  • Какая из концепций вам ближе и понятнее?

III. Теоретический материал урока

Информация не существует сама по себе, а проявляет себя в ин­формационных процессах, которые протекают в системах и средах различной природы: биологических, социальных, социотехнических и технических (К.К. Колин, А.А. Кузнецов, С А. Бешенков, Е.А. Ра- китина и др.). Если рассмотреть единичный акт информационного взаимодействия объекта со средой, то он имеет три последователь­ных этапа:

  • прием информационных кодов;
  • интерпретация этих кодов;
  • использование информации, полученной в результате первых двух этапов.

— Объясните эти этапы на примере информационного взаимо­действия учителя и ученика.

Рассмотрим первый этап на ситуации пояснения нового мате­риала. Учитель рассказывает, ученик слушает. Почему здесь исполь­зуется термин «информационный код»? Фактически для пояснения материала учитель использует язык, которым описан учебный ма­териал в учебнике. В идеальной ситуации ученик и учитель исполь­зуют одни и те же коды для описания одних и тех же явлений, то есть они должны понимать друг друга адекватно.

Но, получив эти коды, ученик начинает интерпретировать их, то есть соотносить полученные коды с уже имеющимися представ­лениями. Если в одно и то же слово мы вкладываем разный смысл, то возникает непонимание. В лучшем случае ученик перестает слу­шать, в худшем — возникает противодействие учителю, которое может выражаться в крайне агрессивной форме. Причем возникно­вение агрессии ученик не всегда может объяснить и порой не будет связывать именно с непониманием учебного материала.

Если интерпретация кодов прошла успешно, ученик и учитель поняли друг друга, то новые знания встраиваются в систему понятий ученика и наступает этап использования полученной информации. Здесь нам нужно обратить внимание еще на один аспект. Очень часто ученики, не освоив материал, пытаются применять его на практике, что приводит к печальным результатам. Необязательно учить или зубрить материал, самое главное — правильно интерпре­тировать, то есть соотнести имеющиеся знания с полученными.

Кроме информационного взаимодействия в природе существует вещественное и энергетическое взаимодействия. И наша задача как учителей информатики состоит в том, чтобы научить школьников различать существующие виды взаимодействия, отражающие осо­бенности функционирования информации в системах различной природы. Основными их различиями является степень симмет­ричности во взаимодействиях. Если рассмотреть в системе источ­ник — приемник, то тогда имеем, что при несимметричном взаи­модействии источник при передаче ничего не теряет. В этой роли

может выступать лишь информация. При симметричном взаимодей­ствии источник что-то теряет, а приемник что-то получает. В этом случае действует закон сохранения вещества и энергии. Именно в этом и суть различия между информационным и вещественно- энергетическим взаимодействиями.

  • О чем идет речь?

Мы очень часто сталкиваемся с ситуацией, когда люди, обла­дающие какой-либо информацией, не желают обмениваться, мо­тивируя тем, что это авторские разработки и т. д. Отдавая инфор­мацию, мы не только не теряем, мы еще приобретаем, потому что тот, кому ты передал знания, дает тебе тоже. Конечно, речь не идет о корпоративной информации с секретными данными. В инфор­мационной сфере очень важно уметь обмениваться информацией, потому что принцип накопления информации впрок не приносит выгоды обладателю данной информации. Постоянный информа­ционный взаимообмен только обогащает людей. Мы не теряем, когда делимся информацией, в отличие от передачи вещественных предметов и энергетических усилий.

Начнем рассмотрение видов функционирования информации в системах различной природы с неживой природой. Таковым яв­ляется каталитическое взаимодействие, заключающееся в том, что катализатор способствует изменению скорости процесса протекания химической реакции между группой реагентов. При этом свойства катализатора остаются неизменными. Этот процесс представляет со­бой простое информационное взаимодействие между катализатором и реагентами: последние получают от первого некую информацию, которую реализуют в виде изменения скорости взаимодействия (С.Я. Янковский).

Другим видом информационного взаимодействия в неживой природе является способность некоторых твердых тел сохранять, информацию о заложенной в основу изделия форме, которые при­обретают первоначальный вид под воздействием определенных факторов (например, высокой температуры). Данное свойство ус­пешно применяется в космонавтике. Виды информационного взаи­модействия в неживой природе можно отнести к потенциальной информации.

  • Сможете вспомнить примеры информационного взаимодей­ствия в неживой природе?

Рассмотрим теперь вид информационного взаимодействия, кото­рый реализован в живой клетке. Основным носителем информации в живой клетке является ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота), которая состоит из некоторых элементов — нуклеотидов. Клетки ДНК содержат всю необходимую информацию для ее функционирования

(управляющую информацию), доставляют нужную информацию всем элементам клетки, а затем фиксируют ответную реакцию в инфор­мации слежения. Информация переносится с помощью молекулы РНК (рибонуклеиновой кислоты). Принимаемая молекулой ДНК информация реализуется в ней через изменение ее состояния, осуще­ствляя, таким образом, обратную связь, то есть возникает изменение управления процессами, происходящими в клетке в соответствии с изменением условий ее существования.

Именно благодаря информационным взаимодействиям с окру­жающей средой клетка может приспосабливаться к окружающей действительности. Изменения в природе фиксируются, и выбира­ются оптимальные модели существования клетки в изменившихся условиях.

Усложнение видов биологической жизни позволяет утверждать об усложнении и форм информационного взаимодействия, в данном случае — у высших животных. Информационное взаимодействие происходит не только на клеточном уровне, но и во внешнем плане. К этому процессу можно отнести и способность животных приспо­сабливаться к новым условиям, а также способность к обучению определенным действим.

Способность к обучению изучали у приматов. Обезьяна поме­щалась в клетке, и на определенном расстоянии выкладывались бананы. Для того чтобы достать банан, обезьяне необходимо было соединить две палки, которые лежали тут же. Первоначально она пыталась достать то одной, то другой палкой. Затем, осознав тщет­ность своих усилий, она начала крутить этими палками и в конце концов сумела соединить палки и достать желанный продукт.

Исключение человека из биологической системы объясняется его социализацией, то есть основным фактором отличия человека от животного. В процессе развития цивилизации растет количество накопленной информации, что неизбежно приводит к увеличению информационной емкости системы знаний и к усложнению инфор­мационной модели, ее отражающей. Из теории информации из­вестно, что информационная емкость любой системы увеличивается с увеличением ее размерности. Знания, накопленные человечеством, являются постоянно развивающейся информационной системой, содержащей сведения об окружающей действительности и отра­жающей результат осмысления человеком процессов, протекающих в природе и во всех сферах человеческой деятельности в различных формах ее проявления — от живописи и других видов народного и классического искусства до сложных технических устройств и глобальных социотехнических систем и сред (С.И. Сухонос).

Тогда информационное взаимодействие в человеческой среде необходимо рассматривать в трех плоскостях: социальном, социо- техническом и техническом. В социальной системе информация выступает в качестве средства коммуникации, средства и резуль­тата познания окружающей среды. И как необходимым следствием (в этом и заключается основное отличие социальной системы от биологической) являются процесс накопления полученной инфор­мации и использование искусственных средств (знаков) для опи­сания полученных знаний.

Появление технических средств, способных обрабатывать информацию, внесло коррективы в способы функционирования информации в системах человек — машина, машина — машина. Техническая и социртехническая среды имеют определенные раз­личия. В технической системе информация слита воедино с сигна­лом и должна однозначно интерпретироваться различными устрой­ствами, участвующими в процессе функционирования информации. Информацию в формализованном виде, удобном для обработки техническими устройствами, принято называть данными. Но, если человек извлекает данные из компьютера, они могут быть опреде­ленным образом интерпретированы, то есть данные снова могут рассматриваться как информация.

Заострим наше внимание на данном факте. Компьютер опери­рует данными, для передачи информации в технических системах мы используем сигнал. Окружающая действительность может нами восприниматься как система знаков, которая определенным образом интерпретируется человеком. Для хранения и представления инфор­мации человек использует специальные знаки, которые позволяют в компактном виде сохранять описание окружающей действитель­ности в знаковой системе.

Соответственно тому как постепенно наращивалась сложность биологических, социальных и социотехнических систем и сред, па­раллельно развивались и понятия, отражающие изменения окружаю­щего мира, что, в свою очередь, проявлялось в изменении (развитии) содержания и объема понятий. Так, понятие «информация» получило бурное развитие в XX столетии и продолжает уточняться в наши дни в рамках раздела философии — онтологии, которая соответственно существующему уровню познания реальной действительности фик­сирует отражающую ее систему философских понятий.

Рассмотрим подходы онтологии коммуникации к интересующе­му нас объекту. Мир описывается по-разному: с позиций либо физики («всеобщий физикализм»), либо кибернетики (лингвистический под­ход, утверждающий, что мир есть текст). Второй подход предлагает идею восприятия личности как чистого смысла. И подобно всякому смыслу активизируется лишь при встрече с иным смыслом, для чего личности и требуется межличностная среда вещей — знаков. Встреч­ные взаимоактуализации смыслов, а не механическое перемещение информации и составляют содержание коммуникативных процес­сов в социальных системах. Вместо понятия «текст» при описании коммуникативных процессов в языкознании используется понятие «дискурс», означающее текст в совокупности с экстралингвистиче­скими — прагматическими, социокультурными, психологическими и иными факторами, либо текст, взятый в событийном аспекте, либо речь, рассматриваемая как целенаправленное социальное действие, как компонент человеческого взаимодействия или когнитивного процесса, то есть процесса познания. Выстроена следующая схема взаимодействия внешней реальности (вещи) и внутренней реально­сти (личность) (Р. Барт, В.И. Тюпа) (рис. 1).

Из вышесказанного следует ряд важных выводов:

  • информация не может существовать вне взаимодействия объ­ектов;
  • информация не теряется ни одним из них в процессе комму­никативного взаимодействия;
  • понятие «информация» неразрывно связано с понятиями «информационный процесс», «система», «среда», «знак», «знаковая система» и пр.;
  • какая бы система (среда) ни рассматривалась — биологиче­ская, социальная, техническая или социотехническая, — в ней всегда присутствуют информационные процессы;
  • описание информационного процесса обычно содержит такие понятия, как: «источник информации», «приемник инфор­мации», «канал связи», «кодирование» и «декодирование», «система», «элемент системы» и др.

IV. Закрепление изученного материала

— Приведите примеры различных информационных взаимо­действий в живой и неживой природе.

  • Выделите в примерах элементы системы, выполняющие раз­ные функции: приемника и источника информации, носителя информации.
  • Перечислите виды информации, которые были представлены в данных примерах.
  1. Выполнение практического задания

Из перечисленных свойств системы разработайте таблицу, где наглядно будет представлена следующая информация.

Любой системе присущи следующие признаки (О. Конар):

  1. Система всегда состоит из некоторой совокупности элементов. Элемент — это минимальная структурообразующая единица системы, имеющая предел делимости в ее границах. Если мы возьмем и выделим группу элементов, связанных специфиче­скими отношениями в рамках данной системы и единых от­носительно частной цели, подчиненной общесистемной цели, то получим подсистему. Несколько подсистем, объединенных определенными функциональными и управленческими связя­ми в сложных системах, могут объединяться в блоки.
  2. Система состоит из совокупности взаимосвязанных и взаи­модействующих элементов. Способ, при помощи которого эти элементы связаны между собой, характер их связи назы­ваются структурой. Следовательно, в любой системе следует различать состав и структуру. Состав — это множество, набор элементов, подсистем, блоков, образующих целое. Структу­ра — это способ связи этих элементов.
  3. Система обладает определенным уровнем целостности. Це­лостность — внутреннее единство системы, ее относительная автономность, независимость от окружающей среды. Целост­ность системы характеризуется наличием в ней системообра­зующих связей, которые связывают все элементы системы.
  4. Система иерархична. Идея иерархичности состоит в том, что элементы системы располагаются на определенных уровнях, между которыми устанавливаются различные связи. Такой порядок расположения элементов обусловлен наличием в си­стеме субординационных связей, когда младшие элементы подчиняются старшим.
  5. Любая система связана с внешней средой. Изменения во внешней среде могут повлечь за собой изменения в системе: в ее составе, структуре, породить новые связи и элементы.

Домашнее задание

Привести примеры различных явлений с выделением сущности, вида процесса и типа системы, где происходит данный процесс. Данные занести в таблицу.

    Сущность Процесс Система
№ п/п Пример вещество энергия информация передача обработка хранение природа общество техника
1 Подготовка домашнего задания     +   +     +  
2 Отопительная система находится в исправном состоянии   +       +     +
• 3                    
Работу выполнить и сдать в электронном виде.

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.