Программа факультатива "Элементарные логические операции в разработке программирования"

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.

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:

1. Виленкин Н.Я., Шварцбурд С.И. Высказывания, выражения, переменные // журнал «Математика в школе», 1970, № 3, с. 34.

2. Гжегорчик А. Популярная логика. М., «Наука», 1965.

3. Градштейн И.С. Прямая и обратная теорема. Элементы алгебры логики. М., «Наука», 1965.

4. Депман И.Я. Первое знакомство с математической логикой. Л., «Знание», 1965.

5. Детская энциклопедия, изд.3, т. 2. М., «Просвещение», 1972.

6. Ивс Г, Ньюсом К.В. О математической логике и философии математики (начальные сведения об основах математики). М., «Знание», 1969.

7. Калтберстон Дж.Т. Математика и логика цифровых устройств. М., «Просвещение», 1965.

10. Цифровые образовательные ресурсы:

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.