Strona główna

Toruń-Wrocław, luty 2005 Kształcenie informatyczne w szkole ponadgimnazjalnej Informatyka


Pobieranie 69.43 Kb.
Data20.06.2016
Rozmiar69.43 Kb.




Toruń-Wrocław, luty 2005
Kształcenie informatyczne w szkole ponadgimnazjalnej


Informatyka jest dziedziną naukową zajmującą się głównie różnymi aspektami komputerowych systemów przetwarzania informacji (w tym ich tworzeniem, wykorzystywaniem i utrzymywaniem), z uwzględnieniem sprzętu i oprogramowania, aspektów organizacyjnych i ludzkich oraz zastosowań i wpływu na funkcjonowanie gospodarki i społeczeństw.

Burzliwy rozwój informatyki, a zwłaszcza jej zastosowań, przyczynił się do wyodrębnienia osobnej dziedziny działalności – technologii informacyjnej i powiązanego z nią przedmiotu szkolnego o tej samej nazwie, którym są objęci wszyscy uczniowie na wszystkich etapach edukacyjnych. Dziedzina ta obejmuje zastosowania komputerów, ich oprogramowania i innych technologii, w tym technologii komunikacyjnej, do wszechstronnego posługiwania się informacją. Zajęcia z technologii informacyjnej służą kształtowaniu praktycznych umiejętności uczniów posługiwania się tą technologią w poznawaniu różnych dziedzin. Obecnie coraz bardziej docenia się, że świadome, skuteczne i efektywne korzystanie z technologii informacyjnej wymaga bardziej pogłębionego rozumienia podstaw budowy i funkcjonowania systemów informatycznych oraz metod przetwarzania informacji. Znajomość podstaw służy również lepszemu przygotowaniu się na zmiany zachodzące w technologii informacyjnej i na jej rozwój w innych dziedzinach.

W szkole ponadgimnazjalnej uczeń może wybrać informatykę jako przedmiot fakultatywny. W nauczaniu tego przedmiotu nacisk jest kładziony na formułowanie, analizowanie i informatyczne, czyli z pomocą komputera, rozwiązywanie problemów. Zagadnienia związane z algorytmami stanowią odpowiedni zakres tematyczny dla takiego podejścia, gdyż umożliwiają formułowanie problemów, opracowywanie ich rozwiązań, a także komputerową realizację i weryfikację rozwiazań. Podstawa programowa z informatyki w znacznej części dotyczy więc technik algorytmicznych i programistycznych oraz algorytmów i ich komputerowej realizacji. Uczniowie, którzy nie wybiorą informatyki, kontynuują zajęcia jedynie z technologii informacyjnej.

Proponowany minimalny przydział godzin dla kształcenia informatycznego w szkole ponadgimnazjalnej jest następujący:



  • technologia informacyjna obowiązkowa dla wszystkich uczniów – 2 godziny

  • informatyka jako przedmiot wybierany dodatkowo na poziomie podstawowym – 4 godziny lub na poziomie rozszerzonym – 6 godzin.

Nauczanie informatyki i technologii informacyjnej w klasach z dodatkową informatyką powinno przebiegać w sposob integrujący odpowiednie treści tych przedmiotów.

Zaleca się zwiększenie liczby godzin przeznaczonych na realizację informatyki na poziomie rozszerzonym.



Projekt Podstawy Programowej z informatyki

w szkole ponadgimnazjalnej

Cele kształcenia

  1. Przygotowanie do zaawansowanego stosowania urządzeń, oprogramowania oraz metod informatyki i technologii informacyjnej.

  2. Wykształcenie umiejętności samodzielnego rozwiązywania problemów oraz korzystania z komputera i zastosowań informatyki dla realizacji wybranych zadań edukacyjnych i innych celów poznawczych, a także do celowego i odpowiedzialnego tworzenia własnego warsztatu pracy intelektualnej.

  3. Przygotowanie do świadomego wybóru kierunku i zakresu dalszego kształcenia informatycznego (lub pokrewnego).

Treści nauczania

  1. Analiza, modelowanie i rozwiązywanie sytuacji problemowych z różnych dziedzin:



    1. słowny opis sytuacji problemowej,

    2. specyfikacja problemu: dane, wyniki i związek między nimi,

    3. dobór metody rozwiązania problemu oraz sposobu jej zapisu,

    4. ocena (ewaluacja) rozwiązania problemu i jego własności.



  1. Podstawowe techniki algorytmiczne:



    1. przeszukiwanie liniowe i przez połowienie,

    2. metoda dziel i zwyciężaj,

    3. rekurencja,

    4. podejście zachłanne,

    5. programowanie dynamiczne.



  1. Podstawowe algorytmy i ich wykorzystanie:



    1. algorytmy badające własności liczb całkowitych,

    2. agorytmy wyszukiwania i porządkowania (sortowania),

    3. algorytmy numeryczne,

    4. algorytmy na tekstach,

    5. algorytmy grafowe,

    6. algorytmy kryptograficzne,

    7. algorytmy geometryczne.



  1. Techniki projektowania, realizacji algorytmów i struktur danych:



    1. metoda wstępująca i metoda zstępująca,

    2. programowanie strukturalne i modularne,

    3. abstrakcyjne struktury danych,

    4. dynamiczne struktury danych,

    5. elementy programowania obiektowego.



  1. Własności algorytmów i elementy ich analizy:



    1. zgodność ze specyfikacją, skończoność działania i poprawność algorytmu,

    2. złożoność obliczeniowa, czasowa i pamięciowa algorytmu,

    3. efektywność komputerowych realizacji algorytmu.



  1. Komputerowa realizacja algorytmów i rozwiązań problemów:



    1. komputerowa realizacja rozwiązań z wykorzystaniem gotowego oprogramowania,

    2. programowanie rozwiązań w wybranym języku programowania wysokiego poziomu,

    3. realizacja niewielkich projektów programistycznych,

    4. zespołowa realizacja projektów informatycznych (programistycznych).



  1. Bazy danych:



    1. budowa relacyjnych baz danych,

    2. wyszukiwanie informacji w bazach danych z użyciem języka zapytań,

    3. projektowanie relacyjnej bazy danych i tworzenie aplikacji bazodanowej.



  1. Multimedia:



    1. podstawy budowy i tworzenia multimediów,

    2. przetwarzanie informacji w różnej postaci, w tym wizualnej i dźwiękowej,

    3. tworzenie aplikacji multimedialnych z wykorzystaniem elementów programowania.



  1. Komputery i sieci komputerowe:



    1. budowa i zasady działania komputera,

    2. systemy operacyjne,

    3. reprezentowanie danych i informacji w komputerze i w sieciach komputerowych,

    4. budowa, działanie i eksploatacja sieci komputerowych,

    5. tworzenie aplikacji do publikowania, zbierania i przetwarzania danych w sieci,

    6. ochrona i bezpieczeństwo danych w sieciach.



  1. Aspekty etyczne, prawne i społeczne w zastosowaniach informatyki. Tendencje w rozwoju informatyki i jej zastosowań.

INFORMATYKA – WYKAZ UMIEJĘTNOŚCI ABSOLWENTA SZKOŁY PONADGIMNAZJALNEJ

Poziom podstawowy


  1. Analiza, modelowanie i rozwiązywanie prostych sytuacji problemowych z różnych dziedzin




    1. Charakteryzuje pojęcie algorytmu i opisuje własności algorytmów.

    2. Podaje przykłady sytuacji problemowych, np. wymagających podjęcia decyzji, nie powtarzających się i powtarzających oraz formułuje ich specyfikację.

    3. Dobiera efektywny algorytm dla rozwiązania problemu i zapisuje go w wybranej notacji: listy kroków, schematu blokowego lub w języku programowania.

    4. Ocenia własności rozwiązania, np. zgodność ze specyfikacją, efektywność działania.



  1. Podstawowe techniki algorytmiczne




    1. Stosuje przeszukiwanie liniowe i binarne do znajdowania wyróżnionego elementu w zbiorze.

    2. Wykorzystuje metodę dziel i zwyciężaj w rozwiązywaniu problemów.

    3. Rozumie istotę rekurencji i stosuje ją w prostych przypadkach.



  1. Podstawowe algorytmy i ich wykorzystanie




    1. Algorytmy badające własności liczb całkowitych, np.:

      • obliczanie średniej,

      • sprawdzanie czy liczba jest liczbą doskonałą, pierwszą,

      • rozkład liczby na czynniki pierwsze,

      • iteracyjna i rekurencyjna realizacja algorytmu Euklidesa

      • iteracja, czy rekurencja: liczby Fibonacciego

      • algorytm zachłanny wydawania reszty.




    1. Algorytmy wyszukiwania i porządkowania (sortowania), np.:

      • wyszukiwanie elementu w zbiorze uporządkowanym,

      • znajdowanie najmniejszego (lub największego) elementu w zbiorze,

      • sortowanie metodami: bąbelkową, przez wybór, kubełkową.




    1. Algorytmy numeryczne, np.:

      • stabilny algorytm rozwiązywania układu dwóch równań liniowych, równania kwadratowego,

      • obliczanie wartości pierwiastka kwadratowego,

      • obliczanie wartości wielomianu za pomocą schematu Hornera.




    1. Algorytmy na tekstach, np.:

      • sprawdzanie czy dany ciąg znaków tworzy palindrom,

      • znajdowanie anagramów,

      • zastosowanie sortowania do uzyskiwania porządku alfabetycznego.




    1. Algorytmy kryptograficzne, np.:

      • szyfr Cezara,

      • szyfr przestawieniowy,

      • kody o zmiennej długości (np. alfabet Morse'a).

    2. Algorytmy badające własności geometryczne, np.:

      • sprawdzanie warunku trójkąta,

      • badanie położenia punktów względem prostej,

      • badanie przynależności punktu do odcinka.




  1. Techniki projektowania realizacji algorytmów i struktur danych




    1. Projektuje rozwiązanie problemu metodą zstępującą i wstępującą.

    2. Wykorzystuje podstawowe struktury danych w realizacji algorytmów.

    3. Stosuje zasady programowania strukturalnego i modularnego do rozwiązywania problemu.




  1. Własności algorytmów i elementy ich analizy




    1. Określa czas działania prostych algorytmów ,

    2. Oblicza ilość pamięci potrzebnej do komputerowej realizacji algorytmu.

    3. Weryfikuje zgodność algorytmu ze specyfikacją problemu.

    4. Testuje efektywność komputerowych rozwiązań problemów




  1. Komputerowa realizacja algorytmów i rozwiązań problemów




    1. Dobiera właściwy program (użytkowy lub samodzielnie napisany) do rozwiązywanego zadania.

    2. Stosuje podstawowe algorytmy i struktury danych w komputerowych realizacjach rozwiązań problemów.

    3. Posługuje się zintegrowanym środowiskiem programistycznym przy pisaniu i uruchamianiu programów.

    4. Realizuje indywidualnie lub zespołowo prosty projekt programistyczny.

    5. Rozumie różnicę między testowaniem, a poprawnością rozwiązania problemu.




  1. Bazy danych




    1. Zna podstawowe pojęcia związane z relacyjnymi bazami danych (tabele, pola, rekordy, typy, związki między tabelami).

    2. Projektuje relacyjne bazy danych i wykorzystuje do ich realizacji system bazodanowy.

    3. Stosuje metody wyszukiwania i przetwarzania informacji w relacyjnych bazach danych (np. mechanizm QBE).




  1. Multimedia




    1. Opisuje podstawowe modele barw i ich zastosowanie, określa własności grafiki rastrowej i wektorowej oraz charakteryzuje podstawowe formaty plików graficznych.

    2. Tworzy i edytuje obrazy w podstawowym zakresie.

    3. Tworzy proste animacje.

    4. Wymienia i charakteryzuje podstawowe formaty plików dźwiękowych.

    5. Rejestruje i przekształca dźwięki.

    6. Wykorzystuje różnorodne źródła i zasoby informacji do tworzenia dokumentów multimedialnych.

    7. Tworzy i modyfikuje proste pliki HTML, wykorzystując grafikę, animację i dźwięki. Planuje układ serwisu WWW.




  1. Komputery i sieci komputerowe




    1. Zna sposoby reprezentacji informacji w komputerze (liczb, znaków).

    2. Zna i potrafi stosować system dwójkowy i szesnastkowy.

    3. Omawia rolę, funkcje i zasady działania sprzętu komputerowego (komputera i urządzeń peryferyjnych).

    4. Rozumie rolę systemu operacyjnego i korzysta z jego usług.

    5. Prawidłowo dobiera oprogramowanie do pracy z różnorodną informacją.

    6. Posługuje się obowiązującą terminologią sieciową (rodzaje sieci, sposoby połączeń, protokoły, nazwy usług sieciowych, serwer, klient, konto na serwerze, odpowiedzialność, przywileje, itp.).

    7. Wykorzystuje zasoby i usługi sieci komputerowych: komunikację z innymi użytkownikami (w tym za pomocą poczty elektronicznej), przesyłanie i udostępnianie danych przez sieć.

    8. Posługuje się programami do przygotowywania prezentacji w sieci.

    9. Posługuje się terminologią dotycząca bezpieczeństwa danych (szyfrowanie, klucze, certyfikaty, zapory ogniowe).



  1. Aspekty etyczne, prawne i społeczne w zastosowaniach informatyki




    1. Opisuje proces rozwoju informatyki i technologii informacyjnej i rozumie jego znaczenie, zna ograniczenia i bariery związane z tym rozwojem.

    2. Formułuje i uzasadnia opinie dotyczące konsekwencji dla osób i społeczeństw, jakie wynikają z obecnych zastosowań informatyki i technologii informacyjnej.

    3. Zna i stosuje zasady etyczne i prawne związane z wykorzystywaniem informacji.

INFORMATYKA - WYKAZ UMIEJĘTNOŚCI ABSOLWENTA SZKOŁY PONADGIMNAZJALNEJ
Poziom rozszerzony

Uwaga: Dla poziomu rozszerzonego obowiązują również umiejętności z poziomu podstawowego.





  1. Analiza, modelowanie i rozwiązywanie sytuacji problemowych z różnych dziedzin.




    1. Opracowuje i przeprowadza wszystkie etapy prowadzące do otrzymania poprawnego rozwiązania problemu: od sformułowania specyfikacji problemu po testowanie rozwiązania.




  1. Podstawowe techniki algorytmiczne.




    1. Zna metody: przeszukiwanie liniowe z wartownikiem i przeszukiwanie binarne do wyszukiwania elementu w zbiorze.

    2. Stosuje metodę zachłanną i programowanie dynamiczne w rozwiązywaniu problemów, np. problemu plecakowego.




  1. Podstawowe algorytmy i ich wykorzystanie




    1. Algorytmy badające własności liczb całkowitych, np.:

      • sito Eratostenesa,

      • zastosowania algorytmu Euklidesa: przelewanie wody, operacje na ułamkach zwykłych.




    1. Algorytmy wyszukiwania i porządkowania (sortowania), np.:

      • algorytm jednoczesnego znajdowania największego i najmniejszego elementu – naiwny i optymalny,

      • znajdowanie lidera w zbiorze,

      • sortowanie przez wstawianie liniowe lub binarne, porządkowanie pozycyjne, algorytm szybki, sortowanie przez scalanie, sortowanie stogowe.




    1. Algorytmy numeryczne, np.:

      • schemat Hornera: reprezentacja liczb w różnych systemach liczbowych, szybkie podnoszenie do potęgi,

      • wyznaczanie miejsc zerowych funkcji,

      • obliczanie wartości pierwiastka dowolnego stopnia,

      • obliczanie pola obszarów zamkniętych (całkowanie numeryczne).




    1. Algorytmy na tekstach, np.:

      • algorytmy wyszukiwania wzorca,

      • znajdowanie najdłuższego wspólnego podłańcucha,

      • obliczanie wartości wyrażenia podanego w postaci ONP,

      • sortowanie leksykograficzne.




    1. Algorytmy grafowe, np.:

      • użycie grafu do opisu problemu (np. schematu połączeń kolejowych lub komunikacyjnych, planu wycieczki),

      • prosta analiza sytuacji problemowej, przedstawionej w postaci grafu: np. znajdowanie połączeń.




    1. Algorytmy kompresji i szyfrowania, np.:

      • kody Huffmana,

      • algorytm RSA,

      • wykorzystanie algorytmów szyfrowania, np. w podpisie elektronicznym.




    1. Algorytmy badające własności geometryczne, np.:

      • przecinanie się odcinków,

      • programy graficzne wykorzystujące rekurencję: drzewo binarne, dywan Sierpińskiego, płatek Kocha.




  1. Techniki projektowania, realizacji algorytmów i struktur danych.




    1. Wykorzystuje zaawansowane struktury danych (w tym struktury dynamiczne) w realizacji algorytmów.

    2. Zna zasady i stosuje techniki programowania obiektowego.




  1. Własności algorytmów i elementy ich analizy.




    1. Szacuje czas działania bardziej złożonych algorytmów, np. zawierających rekurencje.

    2. Szacuje złożoność pamięciową programów korzystających z dynamicznych struktur danych, analizuje wykorzystanie stosu przez programy rekurencyjne.



  1. Komputerowa realizacja algorytmów i rozwiązań problemów.




    1. Dobiera możliwie najlepszy algorytm, odpowiednie struktury danych (w tym dynamiczne) i oprogramowanie do rozwiązania postawionego problemu.

    2. Wyjaśnia źródło błędów w obliczeniach (błąd względny, bezwzględny).

    3. Realizuje niewielki projekt informatyczny (programistyczny), z wydzieleniem jego modułów, w ramach pracy zespołowej, dokumentuje pracę zespołu.




  1. Bazy danych




    1. Projektuje relacyjne bazy danych z uwzględnieniem zjawisk redundancji i zapewnienia integralności danych.

    2. Stosuje zaawansowane metody wyszukiwania i przetwarzania informacji w relacyjnych bazach danych (np. język SQL).

    3. Tworzy proste aplikacje bazodanowe, zapewniające kontrolę integralności danych, wykorzystujące język zapytań, raporty. Wymusza integralność danych na poziomie pól, tabel, relacji i więzy integralności.

    4. Świadomie stosuje narzędzia optymalizujące wyszukiwanie (indeksy).




  1. Multimedia




    1. Tworzy i edytuje obrazy rastrowe i wektorowe z uwzględnieniem pracy na warstwach i przekształceń, na bazie różnych rodzajów selekcji.

    2. Przetwarza obrazy (zmiana rozdzielczości, rozmiaru, modelu barw, filtracje, itp.).




  1. Komputery i sieci komputerowe




    1. Zna i potrafi stosować dowolny pozycyjny system liczbowy.

    2. Świadomie korzysta z wielozadaniowości systemu operacyjnego i omawia współbieżność procesów.

    3. Omawia różne formy reprezentowania informacji (obrazy, animacje, dźwięki).

    4. Zna model warstwowy sieci komputerowych, ogólne zasady projektowania i architektury sieci, zdobywa informacje o ustawieniach sieciowych danego komputera i jego lokalizacji w sieci, opisuje zasady administrowania siecią komputerową w architekturze klient-serwer.




  1. Aspekty etyczne, prawne i społeczne w zastosowaniach informatyki




    1. Potrafi scharakteryzować potencjalne (nowe) zastosowania narzędzi informatyki, i ich konsekwencję dla życia społecznego, gospodarczego, oraz wynikające z nich korzyści i zagrożenia.

_________________________________________________________________________________
Strona /



©snauka.pl 2016
wyślij wiadomość