ПРОГРАММА ФАКУЛЬТАТИВНОГО КУРСА
«Элементарные логические операции в разработке программирования»
для 11 класса МБОУ Шиковской СШ на 2015-2016 г
Факультативный курс «Элементарные логические операции в разработке программирования» разработан учителем математики МБОУ Шиковской СШ Крестининой В.П. и применяется в МБОУ Шиковской СШ для учащихся 10-11 классов.
Факультативный курс «Элементарные логические операции в разработке программирования» является интегрированным курсом, включающим в себя элементы логики высказываний, физики и информатики. На основе этих знаний в популярной форме для учащихся средней школы рассказывается об электронных цифровых вычислительных машинах, их устройстве и работе.
Материалы могут быть использованы в работе учителями математики в профильных физико-математических и непрофильных классах, так как программа курса включает сведения из физики, электроники, математической логики, физиологии нервной системы и других областей знания.
Факультативный курс «Элементарные логические операции в разработке программирования» предназначен для учащихся 10 – 11 классов. Данный курс будет способствовать расширению кругозора учащихся 10 -11 классов, а также подчеркнет роль математики и физики как фундаментальных наук, которые способствуют неограниченному совершенствованию технической мысли.
При изучении курса успешно реализуются межпредметные связи математики и физики, электроники, математической логики и физиологии нервной системы. При этом учащиеся более глубоко осознают, что любая наука – это история ее развития. Они познакомятся не только с математической логикой и с физическими принципами построения и работы ЭВМ, но и с историей формирования основополагающих идей, приведших к созданию современных компьютеров. Учащиеся познают и о завтрашнем дне современной техники, познакомятся с новейшими физическими принципами реализации устройств хранения и обработки информации.
При изучении данного курса учащиеся поймут, что, мотивируя изучение нового понятия (или его определение), обосновывая или иллюстрируя свойства математического объекта, по возможности необходимо соблюдать строгость и систематичность изложения, не допускать математически некорректных толкований, четко отличать мотивировку или иллюстрацию от доказательства, причем это требование должно относиться в равной мере, как к учителю, так и к учащимся.
Учащийся должен научиться понимать, что любые новые математические понятия, вводимые в школе, должны выглядеть в их глазах убедительными, а главное – полезными (если не необходимыми).
Курс «Элементарные логические операции в разработке программирования» создает прекрасные условия для активизации познавательного интереса учащихся, их профессионального самоопределения. С этой целью предусмотрено изучение элементов логики высказываний в ходе прочтения учителем лекций и практических работ, а вот вопросы физических принципов работы ЭВМ учащиеся изучают, анализируя необходимую литературу по данным вопросам, составляя рефераты, творческие проекты, создавая соответствующие схемы, модели. Все эти работы планируется защищать как творческие проекты. В ходе разработок творческих проектов учащиеся получат практические навыки работы, как с печатной, так и электронной литературой, самостоятельным поиском нужных источников знаний к разрабатываемому проекту. Такие виды занятий будут способствовать развитию мыслительной деятельности учащихся, самостоятельности в принятии решений, их творческой активности.
Изучение курса «Элементарные логические операции в разработке программирования» направлено на формирование в процессе обучения следующих ценностей:
- изучение элементов математической логики;
- изучение физических принципов работы ЭВМ на основе знаний элементов математической логики;
- развитие творческих способностей учащихся на основе самостоятельного приобретения знаний с помощью умения работать с печатной и электронной литературой, что будет способствовать формированию умений в успешной социализации учащихся;
- развитие культуры профессиональной математической речи учащихся.
Изучение курса «Элементарные логические операции в разработке программирования» направлено на достижение следующих целей:
- освоение знаний элементов логики высказываний с целью применения их в изучении физических принципов работы логических элементов ЭВМ;
- овладение умениями в применении законов логики высказываний в простейших схемах дедуктивных и индуктивных рассуждений, в доказательстве истинности высказываний и теорем, разборе математических парадоксов;
- привитие вкуса к точным наукам, и в первую очередь к математике, физике и электронике;
- развитие познавательных интересов учащихся, их интеллектуальных и творческих способностей, самостоятельности в приобретении новых знаний в процессе выполнения творческих проектов и экспериментальных исследований;
- развитие рефлексивной деятельности и использование полученных знаний и умений по элементам логики высказываний для решения практических задач в построении логических элементов ЭВМ, принципов их работы;
- овладение умениями в работе с печатной и электронной литературой, в самостоятельной добыче знаний из различных источников, в умении переработать полученные знания применительно к изучаемым темам и разделам курса.
В процессе изучения курса «Элементарные логические операции в разработке программирования» учащийся должен:
УСВОИТЬ:
- высказывания, виды высказываний;
- элементарные логические операции над высказываниями;
- историю развития ЭВМ;
- язык и арифметику машины;
- как устроены и работают ЭВМ;
- элементы электронных цифровых машин;
- азбуку машинной логики;
- память машины;
- как машина считает и выполняет команды;
- диалог с компьютером;
- современные компьютеры и перспектива их развития;
- сотовую связь и перспективы ее развития;
- законы логики высказываний и структуру математических доказательств.
УМЕТЬ:
- определить истинность или ложность математического высказывания, определить его вид;
- производить элементарные логические операции над высказываниями и определять их истинность;
- объяснить язык и арифметику машины, как устроена и работает ЭВМ, азбуку машинной логики, ее память и как она считает и выполняет команды;
- применять законы логики высказываний к построению структур математических доказательств;
- правильно применять выражения «необходимо», «достаточно», «необходимо и достаточно»;
- разбираться в разрешении различных парадоксов и знать, что существуют парадоксы, в разрешении которых продолжаются дискуссии между самыми выдающимися логиками современности, что парадоксальные вопросы еще не получили ответы и многие вопросы еще предстоит сформулировать.
Ведущими единицами содержания программы являются: предмет математической логики; высказывания; элементарные логические операции над высказываниями; физические принципы работы ЭВМ; законы логики высказываний и структура математических доказательств.
Основанием отбора ведущих единиц является следующее. Чтобы успешно изучить вопрос о физических принципах работы ЭВМ, необходимо познакомить учащихся с операциями отрицание высказывания, конъюнкции высказывания, дизъюнкции высказывания, импликации высказывания, эквивалентность и отношение следствия. Изучив предварительно указанные вопросы, можно успешно перейти к изучению всемогущих И, ИЛИ, НЕ элементов (элемент И – схема совпадения, элемент ИЛИ - собирательная схема, элемент НЕ – схема инвертора). Затем приступаем к изучению комбинации логических элементов, узлов ЭВМ (регистров, сумматоров, счетчиков, шифраторов). Далее обращаемся к изучению памяти машины (многоэтажная память машины, из чего построен «мозг», устройство памяти на линиях задержки и электронно-лучевых трубках, устройство памяти с магнитной записью, память на магнитных сердечниках, на магнитных пленках, на полупроводниках, оптические запоминающие устройства). После детального обсуждения и изучения данных вопросов переходим к вопросу о том, как машина считает и выполняет команды, как вести диалог с компьютером и перспективы развития ЭВМ, сотовая связь и перспективы ее развития. Далее приступаем к вопросу о законах логики высказываний и структуре математических доказательств.
Весь материал, включенный в программу курса, способствует развитию способностей, склонностей, интересов учащихся для будущей профессиональной деятельности, их рефлексии и успешной социализации в обществе.
Факультативный курс «Элементарные логические операции в разработке программирования» предназначен для учащихся 10-11 классов в целях подготовки к итоговой аттестации. В связи с тем, что вопрос «Элементы логики высказываний» является совершенно новым в курсе математики, его необходимо детально разобрать с учащимися в процессе лекционно-практической работы. Вопрос «Физические принципы работы ЭВМ» полностью опирается на знании элементов логики высказываний, основ электродинамики, в частности на знании магнитного поля и электрического поля в различных средах, поэтому его целесообразно рассмотреть с учащимися в виде исследовательских разработок учащимися рефератов, моделей, схем, отчетов об исследованиях. При этом можно использовать такие формы работы как дискуссии, семинары, защиты творческих проектов и исследований, практикумы по решению задач. Для организации самостоятельной работы учащихся используются следующие формы деятельности:
- рефераты, дифференцированные задания, творческие проекты, изготовление схем, моделей, исследования по заданным темам с использованием дополнительной печатной литературы, сети «Интернет» и др.
С целью обеспечения вариативности и индивидуальности обучения в рамках курса рефераты, дифференцированные задания, творческие проекты, изготовление схем, моделей предлагаются учащимся по желанию с учетом их интересов и склонностей.
В программу факультативного курса «Элементарные логические операции в разработке программирования» внесены новые вопросы:
- элементы логики высказываний;
- физические принципы работы ЭВМ.
За счет изучения элективного курса обеспечивается развитие способностей и склонностей, учащихся вследствие подготовки рефератов, дифференцированных заданий, творческих проектов, изготовлении схем, моделей, решения задач, разрешения парадоксов и т.д.
3. Учебно-тематическое планирование.
Содержание | Количество часов | Форма проведения занятий | Организация самостоятельной деятельности | Наглядность | Образовательный продукт | Формы контроля | Литература | Примечание |
Вс е го | Лек Ций | Др. виды занятий |
1. Введение Предмет математической логики | 3 | 1 | 2 | Беседа, лекция, практикум по решению задач, распределение творческих заданий. | | | | | Пособие для учащихся | |
2.Высказывания. | 3 | 1 | 2 | Лекция, практикум по решению задач | Подготовка рефератов, творческих работ, проведение исследований, исполнение дифференцированных заданий. | Подготовка схем, моделей. | | Письм. опрос. | Пособие для учащихся. | |
З.Элементарные логические операции над высказываниями. | 9 | 4 | 5 | Лекции, практические работы, практикумы по решению задач, разбор парадоксов, семинары. | Подготовка рефератов, творческих работ, проведение исследований, исполнение дифференцированных заданий. | Подготовка схем, моделей. | Рефераты «Математические парадоксы». | Контрольная работа | Пособие для учащихся | |
4. Физические принципы работы ЭВМ | 8 | | 8 | Защиты рефератов, творческих работ, проведенных исследований, дифференцированных заданий, дискуссии, семинары. | Доработка творческих проектов, итогов исследований, работа по подготовке математических парадоксов. Подготовка рефератов по теме «Законы логики высказываний и структура математических доказательств» | Схемы, модели логических элементов ЭВМ. | Рефераты, творческие проекты, итоги исследований, схемы, модели. | Собеседование, оценивание рефератов, итогов исследований и творческих работ. |
[22]
[23] | |
5. Законы логики высказываний и структура математических доказательств. | 8 | 2 | 6 | Лекции, практикумы по решению задач, разбор математических парадоксов, защита творческих работ. | Доработка творческих работ, проектов, схем. | | Творческие проекты, рефераты, схемы, модели. | Собеседование, оценивание рефератов, итогов исследований и творческих работ. |
[20] | |
5. Итоговые занятия. | 3 | | 3 | Деловые игры по итогам работы, решение задач на логику | | Выставка образовательных продуктов, выполненных за год. | | | | |
Всего за курс | 34 | 8 | 26 | | | | | | | |
4. Содержание программы.
1. Введение. Предмет математической логики.
2. Высказывания.
О понятии высказывания. Виды высказываний.
3. Элементарные логические операции над высказываниями.
О понятии логической операции. Отрицание высказывания. Понятие о законах логики высказываний. Конъюнкция высказываний. Дизъюнкция высказываний. Импликация высказываний. Эквивалентность высказываний. Отношение следствия.
4. Физические принципы работы ЭВМ.
На пути к ЭВМ. Язык и арифметика машины. Как устроены и работают ЭВМ. Элементы электронных машин. Азбука машинной логики. Память машины. Как машина считает и выполняет команды. Диалог с компьютером. Современные персональные компьютеры и перспективы их развития. Сотовая связь и перспективы ее развития.
5. Законы логики высказываний и структура математических доказательств.
О структуре математических доказательств. Различные виды теорем и их взаимосвязь.. Необходимость и достаточность. О понятии характеристического свойства.
5. 1. Методы и формы обучения.
Ведущее место в обучении курса «Элементарные логические операции в разработке программирования» отводится методам поискового и исследовательского характера, стимулирующим познавательную активность учащихся. Как видно из учебно-тематического планирования, значительной должна быть доля самостоятельной работы с различными источниками учебной информации: печатной и электронной литературой.
Предусмотрено использование таких методов и форм обучения, которые давали бы учащимся представления об условиях и процессах будущей профессиональной деятельности в соответствии с выбранным профилем обучения, то есть в какой-то степени моделировал бы их.
Кроме того, важно, чтобы учащиеся были включены в практическую деятельность, соответствующую профилю обучения, а также обеспечивалось формирование и развитие у них общеучебных, интеллектуальных и организационных способностей и навыков. Всем этим требованиям соответствует предложенное учебно-тематическое планирование данного элективного курса.
5. 2. Описание основных форм организации учебных занятий.
Учебные занятия по элективному курсу «Элементарные логические операции в разработке программирования» соответствуют заявленному содержанию, целям курса и применяемым методам обучения. Предусмотрены варианты как коллективных, так и индивидуально-групповых форм обучения. Также сделаны акценты на такие формы и методы организации учебного процесса, которые отвечают бы образовательным потребностям учащихся и адекватны их будущей профессиональной деятельности. Как видно из учебно-тематического планирования, все эти виды работ предусмотрены в нашем учебном курсе. Кроме того, особое внимание в нем уделяется проектной и исследовательской деятельности.
6. Организация проведения аттестации учащихся.
Итоговая аттестация по результатам изучения курса «Элементарные логические операции в разработке программирования» предусмотрена с учетом портфолио ученика, то есть совокупности самостоятельно выполненных работ (схемы, чертежи, макеты, рефераты, отчеты об исследованиях литературы) и документально подтвержденных достижений (грамоты и дипломы). Итоговая оценка предполагается накопительной, то есть результаты выполнения всех предложенных заданий оцениваются в баллах, которые суммируются по окончании изучения курса. В этом случае конкретные рамки по количеству баллов для получения той или иной оценки заранее не задаются, а оценка определяется по завершении изучения курса в зависимости от актуального уровня подготовки учащегося, его участия в проведении занятий.
7. Список рекомендуемой литературы.
1. Обязательная литература:
Учебное пособие для учащихся, написано с использованием следующих источников:
Виленкин Н.Я., Шварцбурд С.И. Высказывания, выражения, переменные // журнал «Математика в школе», 1970, № 3, с. 34.
Гжегорчик А. Популярная логика. М., «Наука», 1965.
Градштейн И.С. Прямая и обратная теорема. Элементы алгебры логики. М., «Наука», 1965.
Депман И.Я. Первое знакомство с математической логикой. Л., «Знание», 1965.
Детская энциклопедия, изд.3, т. 2. М., «Просвещение», 1972.
Ивс Г, Ньюсом К.В. О математической логике и философии математики (начальные сведения об основах математики). М., «Знание», 1969.
Калтберстон Дж.Т. Математика и логика цифровых устройств. М., «Просвещение», 1965.
10. Цифровые образовательные ресурсы:
№п/п | Наименование | Издательство |
Виртуальная физическая лаборатория |
| Лабораторные работы по физике 10 кл | Дрофа |
Библиотека наглядных пособий |
| 1 с: школа. Физика, 7- 11 кл | дрофа |
| Интерактивный курс физики для 7- 11 кл | физикон |
| Живая физика | Институт новых технологий |
| Физика 7-11 кл | Кирилл и Мефодий |
| Открытая физика 1.1 | физикон |
| «Астрономия» 9-10 кл | физикон |
http://www.ed.vseved.ru
http://www.abitu.ru
http://www.znania.ru
http://www.detiplus.ru
http://www.obrazovan.ru
http://www.examen.ru
http://www.5ballov.ru
http://www.abiturcenter.ru
http://www.moscow-high.ru
http://www.sci.aha.ru
http://www.ecolife.ru
http://www.examen.biz
http://ndce.edu.ru
http://fsu.edu.ru
http://fcior.edu.ru
http://rkc.ippk.ru
http://olympiads.mccme.ru
http://www.kosmofizika.ru
http://teachmen.csu.ru
http://www.pms.ru
http://www.school2.kubannet.ru
http://www.national-geographic.ru
http://www.edu.yar.ru
http://unk.future4you.ru
http://www.ethnomuseum.ru
http://www.td-shkolnik.com
http://www.slovobook.ru
http://www.findbook.ru
http://newlit.ru
http://www.silverage.ru
http://www.eb.com
http://lessons.study.ru
http://www.unil.ch/fra
http://www.lehrer-online.de
http://window.edu.ru
http://www.koob.ru
http://www.labor.ru
http://www.zonaprav.ru
http://www.rao-ees.ru
http://www.weforum.org/
Учитель: Крестинина В.П.