Вернуться на страницу <Методические разработки>
Содержание

Программа интегрированного курса "Информационные и Электронные Технологии"
(средняя общеобразовательная школа № 1006 ЗАО г. Москвы) 2002/2003 уч. г.

9 класс

• Элементы ОС MS Windows 2000 Professional(30 часов)

• Элементы MS Office XP(34 часа)

10 класс

• Элементы операционной системы MS Windows 2000 Professional и MS Office XP(24 часа)

• Элементы Mathcad 2001 Professional(6 часов)

• Основные законы электродинамики(16 часов)

• Основы электротехники(18 часов)

11 класс

• Основы полупроводниковой электроники (40 часов)

• Элементы бинарной логики (20 часов)

• Синтез логических схем компьютерного интерфейса (28 часов)

• Основы программирования и сетевых технологий (40 часов)

Общий план курса

Курс рассчитан на три года в пределах основной составляющей базового учебного плана. Курс синтезирует содержание профориентационного технологического курса "Основы электротехники, полупроводниковой электроники, микропроцессорной техники и микроЭВМ" и базового предмета "Информатика".
      Основная задача курса - прочное усвоение системы знаний и умений для самостоятельной ориентации в области информационных, электротехнических и электронных технологий. По окончанию курса учащиеся должны иметь базовый уровень знаний и умений по информатике, а также возможность свободного пользования стандартной технической справочной и учебной литературой и современным профессиональным программным обеспечением, быть ознакомленными с организацией типовых рабочих мест.
      Форма и содержание знаний, а также лабораторное оснащение АРМ учащихся в составе ПЭВМ и лабораторного стенда cоответствуют аналогичным курсам технических ВУЗов и ССУЗ. Уровень освоения профессиональных приложений отвечает требованиям их разработчиков и рассчитан на возможность параллельного углубленного изучения в рамках спецкурсов школьных авторизованных учебных центров PROMT, Mathcad, Electronics Workbench и программы MS AATP.
      Успешное освоение системы нелокализованных профессиональных приложений невозможно без умения работать с системой автоматизированного перевода текстов PROMT.
      Применение при математическом моделировании изучаемых явлений таких классических познавательных форм, как теоремы классической теории поля, элементы математического анализа и линейной алгебры обеспечивается использованием профессионального приложения Mathcad 2001 Professional.
      Необходимым становится применение электронного моделирования различных аналоговых и цифровых устройств в профессиональной электронной лаборатории Electronics Workbench 5.12 Professional и MultiSIM 2001 Student: показания приборов на виртуальных моделях конкретизируют формы постановки задач в математических моделях.
      Установка операционных систем, администрирование и конфигурирование локальных и глобальных сетей обеспечивается изучением возможностей Windows 2000 Professional, Windows 2000 Server и Windows 2000 Advenced Server.
      Лабораторные стенды позволяют исследовать, в т. ч. в режиме автоматизированных измерений, физические модели по всему тематическому спектру курса.
      Время, отводимое на курс, составляет 192 учебных часа на три года из расчета 2 часа в неделю (1 час теоретических занятий и 1 час практических).

      1.1. Интерфейс пользователя и файловая система ОС MS Windows 2000 Professional (6 часов).
      Интерфейс пользователя: Рабочий стол, Панель задач, ярлыки, кнопка Пуск, Главное меню. Управление окнами. Настройка Рабочего стола.
      Двоичное и шестнадцатеричное представление чисел и двоичная арифметика.
      Диски. Файлы и папки. Создание, открытие, сохранение, копирование, удаление и восстановление файлов и папок. Настройка главного меню.
      Контрольная панель: просмотр файлов. Просмотр и управление файлами в Проводнике. Просмотр файлов в утилите Быстрый просмотр. Поиск файлов.
      1.2. Объекты и стандартные приложения Windows 2000 Professional (12 часов).
      Стандартные приложения Windows 2000 Professional: Калькулятор, Блокнот, графический редактор Paint, текстовый редактор WordPad.
      OLE-технологии: вставки и внедрение объектов и документов. Связь с документами. Понятие гипертекста.
      1.3. Элементы сетевых технологий. Интернет (8 часов).
      Виды сетей и их архитектура: одноранговые сети, домены и деревья. Сервер и рабочая станция. Сетевая адресация. Безопасность в сетевых технологиях.
      Элементы языка HTML. Создание web-страниц. Знакомство с технологиями поиска в Интернете. Электронная почта. Оптимизация использования ресурсов Интернета. Знакомство с антивирусными технологиями.
      1.4. Мультимедийные технологии (4 часа).
      Мультимедийные технологии. Звуковые карты, карты ввода-вывода видео. Цифровые фото- и видеокамеры. Анимации. Медиаплейер.

      2.1. Структура MS Office XP. Создание документов в Word (10 часов).
      MS Office XP: структура, средства, задачи и приложения.
      Создание и редактирование документов в Word. Вставка обычных и электронных таблиц. OLE технолонии. Вставка гиперссылок. Сохранение в HTML-формате. Графические и мультимедийные технологии.
      2.2. Создание документов в Excel. Элементы бинарной логики и прогаммирования (16 часов).
      MS Excel: создание и редактирование электронных таблиц. Вставка функций. Создание диаграмм и графиков. Использование численных методов решения уравнений и систем. Графический редактор. OLE-технологии. Элементы бинарной логики: доказательство логических тождеств. Элементы алгоритмизации и программирования: создание программ для основные типы алгоритмов в MS VBA. 2.3. Создание баз данных в СУБД Access (8 часов).
      Понятия БД и СУБД. Типы БД. Создание и редактирование БД. Манипулирование и поиск в БД. Связи в БД. Отчеты. Технология "клиент - сервер".

      3.1. Интерфейс пользователя и файловая система ОС MS Windows 2000 Professional (2 часа).
      Интерфейс пользователя: Рабочий стол, Панель задач, ярлыки, кнопка Пуск, Главное меню. Управление окнами. Настройка Рабочего стола.
      Двоичное и шестнадцатеричное представление чисел и двоичная арифметика.
      Диски. Файлы и папки. Создание, открытие, сохранение, копирование, удаление и восстановление файлов и папок. Настройка главного меню.
       Контрольная панель: просмотр файлов. Просмотр и управление файлами в Проводнике. Просмотр файлов в утилитах Быстрый просмотр. Поиск файлов.
      3.2. Объекты и стандартные приложения Windows 2000 Professional. Сети (10 часов).
      Стандартные приложения Windows 2000 Professional: Калькулятор, Блокнот, графический редактор Paint, текстовый редактор WordPad.
      OLE-технологии: вставки и внедрение объектов и документов. Связь с документами. Понятие гипертекста.
      Мультимедийные технологии. Звуковые карты, карты ввода-вывода видео. Анимации. Медиаплейер.
      3.3. Структура MS Office XP. Создание документов в Word (4 часа).
      MS Office XP: структура, средства, задачи и приложения.
      Создание и редактирование документов в Word 2002. Вставка обычных и электронных таблиц. OLE технолонии. Вставка гиперссылок. Сохранение в HTML-формате. Графические и мультимедийные технологии.
      3.4. Создание документов в Excel. (4 часа).
      MS Excel 2002: создание и редактирование электронных таблиц. Вставка функций. Создание диаграмм и графиков. Использование численных методов решения уравнений и систем. Графический редактор. OLE-технологии.
      3.5. Создание баз данных в СУБД Access (4 часа).
      Понятия БД и СУБД. Типы БД. Создание и редактирование БД. Манипулирование и поиск в БД. Связи в БД. Отчеты.Технология "клиент - сервер".

      4.1. Функции, графики, массивы и символьные операции (2 часа).
      Ввод текстовых и числовых данных, выполнение математических операций, ввод переменных величин, функций и формул, вывод значений в табличной форме и на графике. Символьный процессор и символьные преобразования математических выражений. Шпаргалки и гипертекстовые электронные книги.
      4.2. Элементы линейной алгебры. Правила Крамера (2 часа).
      Система линейных уравнений. Понятия матрицы и определителя. Правила Крамера. Правила расчета определителей. Минор и алгебраическое дополнение элемента матрицы. Нахождение решений систем линейных уравнений непосредственным расчетом определителей и в Mathcad.
      4.3. Дифференцирование и интегрирование в Mathcad (2 часа).
      Физический и геометрический смысл производной и дифференциала функции одной и нескольких переменных. Нахождение формул производных по графикам функций и с помощью символьного процессора Mathcad. Применение формулы полного дифференциала для получения формулы абсолютной и относительной погрешностей косвенных измерений.
      Физический и геометрический смысл интеграла. Органическое единство понятий функции, её производной и её интеграла. Неопределенный и определенный интегралы. Формула Ньютона-Лейбница. Нахождение неопределенных интегралов по графикам функций и с помощью символьного процессора в Mathcad. Понятие среднего и среднего квадратичного значений переменных величин и функций и их расчет с помощью интегрирования.

      5.1. Закон Кулона. Полевые теоремы (4 часа).
      Свойства физического вакуума. Электрический заряд и напряженность его поля. Закон Кулона. Поток вектора напряженности электрического поля и теорема Гаусса-Остроградского. Теорема о циркуляции вектора поля. Интегральные уравнения Максвелла для электростатического поля. Расчет симметричных полей. Потенциал электростатического поля. Напряжение. Принцип суперпозиции и законы сохранения в электростатике. Электроемкость. Конденсаторы. Энергия электростатического поля. Электрические свойства материалов.
      Эксперимент: сравнение емкостей конденсаторов по уровню тока зарядки (разрядки).
      5.2. Постоянный электрический ток. Закон Ома. Правила Кирхгофа (4 часа).
      Электрический ток. Сила и плотность тока. Электрическая проводимость и сопротивление. Закон Ома как закон причинно-следственной связи. Фазовая диаграмма и ВАХ резистора. Сопротивление групп резисторов. ЭДС. Правила Кирхгофа как формы законов сохранения. Метод контурных токов. Расчет цепей постоянного тока.
      Эксперимент: измерение токов, напряжений, сопротивлений; проверка правил Кирхгофа.
      5.3. Закон Био-Савара-Лапласа (2 часа).
      Электромагнитные свойства вакуума. Закон Био-Савара-Лапласа. Индукция магнитного поля. Векторное произведение и мнемоника правовинтовой тройки векторов. Расчет симметричных магнитных полей. Интегральные полевые теоремы для вектора индукции магнитного поля. Поток вектора индукции и потокосцепление. Поле соленоида. Напряженность магнитного поля и методы расчета магнитных цепей.
      Эксперимент: наблюдение поля электромагнита.
      5.4. Сила Лоренца и закон Ампера (2 часа).
      Сила Лоренца и вихревое электрическое поле. Закон Ампера. Принцип действия электрических двигателей и электронно-лучевых приборов.
      Эксперимент: наблюдение взаимодействий магнитов, токов (в т. ч. индукционных) и потоков частиц.
      5.5. Закон Фарадея (2 часа).
      Закон Фарадея и единый механизм в явлениях электромагнитной индукции. Самоиндукция. Закон сохранения потока магнитного поля. Энергия магнитного поля. Принцип действия электрических генераторов.
      Эксперимент: наблюдение действия индукционных токов.
      5.6. Система уравнений Максвелла (2 часа).
      Уравнения Максвелла для стационарных и переменных электрических и магнитных полей. Понятие электромагнитного поля. Электромагнитные волны.

      6.1. Однофазные цепи переменного синусоидального тока (6 часов).
      Характеристики синусоидального тока. Векторные диаграммы для активных и реактивных элементов цепей. Фазовая характеристика. Расчет цепей. Резонанс токов и напряжений. Формула Томсона.
      Эксперимент: наблюдения за динамикой характеристик реактивных элементов в схеме характериографа.
      Лабораторная работа: определение резонансных характеристик последовательного и параллельного контуров.
      6.2. Трехфазные цепи переменного синусоидального тока (4 часа).
      Трехфазная система электрических цепей. Соединение электрогенераторов и электроприемников звездой и треугольником. Расчет симметричных и несимметричных трехфазных цепей с активной и реактивной нагрузкой. Аварийные режимы.
      Эксперимент: измерения линейных и фазных токов и напряжений.
      Лабораторная работа: исследование трехфазных цепей.
      6.3. Трансформаторы (2 часа).
      Однофазный трансформатор и режимы его работы. Расчет трансформаторов. Трехфазные и специальные трансформаторы.
      Эксперимент: измерение первичных и вторичных характеристик; определение числа витков.
       Лабораторная работа: исследование однофазного трансформатора.
      6.4. Электрические машины синусоидального переменного тока (4 часа).
      Вращающееся магнитное поле в двух- и трехфазных обмотках. Принцип действия и обратимость электрических машин переменного тока. Синхронный двигатель и генератор. Асинхронный двигатель и его характеристики.
      Эксперимент: наблюдение двухфазного синхронного двигателя и генератора; наблюдение трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
      6.5. Электрические машины постоянного тока (2 часа).
      Устройство и рабочий процесс машины постоянного тока. Двигатели и генераторы постоянного тока и их характеристики.
      Эксперимент: наблюдение двигателя и генератора постоянного тока.

      7.1. Полупроводниковые приборы (6 часов).
      Электрофизические свойства полупроводников. Обратная связь. Понятие активного элемента. ВАХ электронно-дырочного перехода. Диоды: типы, применение, схемы устройств. Биполярные транзисторы: эффект Эрли, схемы включения, статические и динамические характеристики.
      Полевые транзисторы: схемы включения, характеристики. МОП-транзисторы. Тиристоры. Специальные полупроводниковые приборы.
      Эксперимент: наблюдение ВАХ полупроводниковых приборов в схеме характериографа.
      7.2. Электронные усилители (4 часа).
      Синтез каскада усиления тока, напряжения, мощности. Обратная связь. Классы усилителей. Дифференциальный усилитель. Операционный усилитель. Усилители на ИМС.
      Эксперимент: наблюдение зависимости коэффициента усиления от параметров каскада; наблюдение работы интегрального операционного усилителя.
       Лабораторная работа: снятие АЧХ усилительного каскада.
      7.3. Электронные генераторы (2 часа).
      Автогенераторы гармонических колебаний. Обратная связь в генераторе: индуктивная, LC- и RC- схемы генераторов. Баланс амплитуд и фаз. Стабилизация частоты колебаний.
      Эксперимент: наблюдение работы автогенераторов на биполярном транзисторе и интегральном операционном усилителе.
      7.4. Импульсные схемы электроники (2 часа).
      Ограничители, ключи, мультивибраторы. Блокинг-генераторы. Использование в тиристорных устройствах: регуляторы напряжения, инверторы. Применение в цифровой технике.
      Эксперимент: наблюдение работы импульсных устройств и тиристорного регулятора напряжения.
      7.5. Источники питания (4 часа).
      Схемы выпрямления. Сглаживающие фильтры. Параметрическая и компенсационная стабилизация напряжения и тока. Стабилизаторы на ИМС.
      Эксперимент: наблюдение выпрямления и стабилизации в различных схемах.
      7.6. Интегральные микросхемы (2 часа)
      Схемы интегральной микроэлектроники. ТТЛ, КМОП и ЭСЛ технологии. Общие сведения и схемотехника. Традиционные серии ИМС. Статические и динамические параметры. Нагрузочная способность. Стандартные типы логических ИМС. Узлы вычислительных устройств.
      Эксперимент: наблюдение ИМС различных серий и типов.

      8.1. Логические функции. Булев базис (4 часа).
      Формы представления логических функций: формулы, таблицы истинности, диаграммы Венна, логические схемы, временные диаграммы.
      8.2. Основные логические тождества (8 часов).
      Доказательства логических тождеств в различных формах представления. Тождества де-Моргана. Замена логических базисов.
      8.3. Минимизация логических функций (4 часа).
      СДНФ и СКНФ. Формы минимизации логических функций: булева алгебра, графические представления, метод Куайна-Маккласки.
      Синтез логических автоматов в различных логических базисах и наборах логических функций ИМС. Временная задержка. Понятие об эффективности проекта автомата.
      Эксперимент: проверка работы ИМС серии 155; синтез логических схем.

      9.1. Синтез интерфейсных схем без обратных связей (4 часа).
      Синтез и проверка работы дешифратора, шифратора, демультиплексора, мультиплексора, неполного и полного сумматора.
      Эксперимент: проверка работы устройств на ИМС серии 155.
      9.2. Синтез триггеров триггерных схем машинного интерфейса (6 часов).
      Синтез асинхронных и синхронного RS-триггеров, D-триггера, Т-триггера. JK-триггер.
      Лабораторная работа: последовательный синтез D-триггера на ИМС серии 155.
      9.3. Синтез запоминающих устройств (4 часа).
      Синтез и проверка работы регистров и счетчиков. Память. Буферные элементы машинного интерфейса.
      Эксперимент: проверка работы устройств на ИМС серии 155.
      9.4. Структура микропроцессора и микроЭВМ. Ассемблер (4 часа).
      Структура микроЭВМ. Архитектура и порядок работы ЦП для арифметических и логических вычислений. Система команд МП. Программирование в кодах и мнемокодах: понятие об Ассемблере.
      Эксперимент: работа с системой команд, составление программ и сравнение их эффективности.

      10.1. Алгоритмы и формы их представления (2 часа).
      Понятие и виды алгоритмов. Организация ветвлений и циклов. Исполнитель алгоритмов. Понятие об алгоритмическом языке.
      Эксперимент: составление алгоритмов для решения арифметических и логических задач на алгоритмическом языке и в форме структурных схем.
      10.2. Программирование основных типов алгоритмов (4 часа).
      Этапы программирования: математическая модель, составление алгоритма, реализация алгоритма на языке программирования, отладка и тестирование программы, проведение расчетов и анализ полученных результатов.
      Эксперимент: программирование на QBASIC и в Mathcad.
       10.3. Система языков программирования (6 часов).
      Понятие о структурном и объектном программировании. Знакомство с языками Pascal и C. Язык программирования Visual Basic.
      Эксперимент: Реализация алгоритмов на языках Pascal и C. Технология программирования в Visual Basic.
      10.4. Сетевые технологии (4 часа).
      Телекоммуникации: аппаратные средства и адресация. Локальные вычислительные сети: аппаратные и программные средства. Глобальные сети: электронная почта, базы данных, BBS, Интернет.
      Эксперимент: работа в MS Internet Explorer.