Введение элективного курса «Компьютер и ошибки округления» в школьный курс информатики

Введение элективного курса «Компьютер и ошибки округления» в школьный курс информатики

Руководитель: к. п.н., доцент

ГОУ ВПО «Шадринский государственный педагогический институт», г. Шадринск

В настоящее время вопрос учета ошибок округления является очень актуальным, так как необходимо понимать природу ошибок, возникающих в компьютере и важно понимать, как эти ошибки минимизировать, а также понимать смысл учета этих ошибок.

Исходя из требований стандарта по информатике и ИКТ (профильный уровень), учащиеся должны познакомиться с принципами представления данных и команд в компьютере, знать типы величин и формы их представления для обработки на компьютере, исполнить в режиме диалога простую прикладную программу (типа «Решение квадратного уравнения», «Построение графиков функций» и т. д.); должны уметь самостоятельно выполнить на компьютере простые задания, используя основные функции инструментальных программных средств, прикладных программ.

Анализируя учебники по информатике за 10-11 класс необходимо отметить, что тема ошибок округления практически не раскрыта. В некоторых учебниках приведена неполная информация по представлению чисел в памяти компьютера. На основании этого можно сделать вывод, что необходимо уделить больше внимания раскрытию ошибок округления и расширить школьный курс информатики путем введения вопросов, связанных с обработкой ошибок при компьютерных вычислениях.

«Компьютер и ошибки округления» - прикладной элективный курс, который ориентирован на учащихся физико-математического и информационно-технологического профилей. Весь курс состоит из 17 часов, включая теоретические и практические занятия на компьютерах.

Цель курса - сформировать информационную культуру учащихся путем углубленного изучения представления чисел в компьютере, типов ошибок, которые возникают при их округлении в компьютере, сформировать надпредметные умения, способствующие реализации способностей при изучении математики.

Основными задачами курса являются:

¾  дать учащимся представление о том, как представлены числа внутри компьютера, об ошибках, которые возникают при расчетах и округлении;

¾  ознакомить учащихся со способами минимизации ошибок;

¾  продемонстрировать процесс округления;

¾  продемонстрировать работу основных методов минимизации ошибок округления;

¾  углубить умения и навыки учащихся по темам, входящим в содержательную линию «Начало математического анализа».

Исходя из задач курса определено содержание, которое представлено в тематическом планировании курса.

Тематическое планирование курса «Компьютер и ошибки округления»

№	Тема	Время, ч.
всего:	теория	практика
I Округление. Основные понятия
1	Понятие «Округление»	2	1	1
2	Знакомство с методами округления	1	1
II Точность решения. Основные понятия. Работа с программой «Компьютер и ошибки округления».
4	Точность. Необходимость определения точности вычислений.	1	1
5	Ошибки округления.	3	2	1
6	Знакомство с методом границ.	4	2	2
7	Знакомство с методом итераций.	4	2	2
8	Работа с программой «Компьютер и ошибки округления»	1		1
V Итоговый контроль
9	Проведение контрольной работы	1		1
Всего:	17	8	9

В поддержку элективного курса был разработан программный продукт (см. рис. 1) «Компьютер и ошибки округления», который позволяет продемонстрировать процесс округления чисел, накопления ошибок, связанных с округлением, реализует некоторые методы, которые позволяют минимизировать данные ошибки. Программный продукт предоставляет учащимся большую самостоятельность при изучении материала, обеспечивает наглядность обучения.

Рис. 1. Программный продукт «Компьютер и ошибки округления»

Также в поддержку данному элективному курсу был разработан сайт (см. рис. 2), который позволяет учащимся ознакомиться с основными понятиями данного курса, по гиперссылкам осуществить переход на некоторые изучаемые термины курса. Кроме того, предусмотрена проверка знаний учащихся по изученному материалу.

Рис. 2. Веб-сайт «Компьютер и ошибки округления»

С элементами элективного курса были ознакомлены учащиеся МОУ гимназии № 23 г. Челябинска. При изучении основных тем курса учащиеся проявили особый интерес к программному продукту, а также к ошибкам, которые возникают при расчетах в компьютере.

Таким образом, курс «Компьютер и ошибки округления» позволяется повысить уровень информационной культуры учащихся, сформировать надпредметные умения.