Компьютер и ошибки округления» в школьный курс информатики

Введение элективного курса «Компьютер и ошибки
округления» в школьный курс информатики
С.В. Лелеков
Руководитель: к.п.н., доцент Т.Н. Лебедева
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:
дать учащимся представление о том, как представлены числа внутри
компьютера, об ошибках, которые возникают при расчетах и округлении;
ознакомить учащихся со способами минимизации ошибок;
 продемонстрировать процесс округления;
 продемонстрировать работу основных методов минимизации ошибок
округления;
 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»
Время, ч.
№
Тема
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».
Точность.
Необходимость
4
1
1
определения точности вычислений.
5
Ошибки округления.
3
2
1
6
Знакомство с методом границ.
4
2
2
7
Знакомство с методом итераций.
4
2
2
Работа с программой «Компьютер и
8
1
1
ошибки округления»
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.