Informatika – I. ročník
Počítače ukládají čísla, text i obrázky pomocí bitů a různé způsoby kódování ovlivňují velikost dat. Žáci tvoří přehledné dokumenty, zapisují jednoduché postupy v Pythonu a pomocí grafů modelují vztahy mezi místy či lidmi.
Nejčastější témata. Nové nápady do výuky.
I. ročník
-
Hardware a software
Hardware tvoří fyzické vybavení počítače, software určuje jeho činnost; jejich spolupráci lze vysvětlit na spuštění aplikace, úpravě dokumentu a jeho uložení.
-
Microsoft Word
Microsoft Word umožňuje vytvářet přehledné dokumenty, jejichž členění a vzhled lze spravovat pomocí odstavců, stylů a automatického obsahu.
-
Internet
Internet propojuje počítačové sítě; na příkladu načtení webové stránky lze vysvětlit, jak spolu souvisejí doménová jména, adresy zařízení a přenos dat.
-
Software
Software zahrnuje programy, které řídí činnost zařízení a zpracovávají data; operační systém přitom poskytuje prostředí a služby pro běh aplikací.
-
Komprese dat
Komprese zmenšuje objem dat; její účinnost závisí na jejich struktuře a na tom, zda požadujeme přesnou obnovu originálu, nebo připustíme ztrátu části informace.
-
Operační systém
Operační systém spravuje prostředky počítače a poskytuje aplikacím služby pro běh programů, práci se soubory a přístup k zařízením.
-
Číselné soustavy
Poziční zápis umožňuje vyjádřit stejné číslo v různých soustavách; převody mezi desítkovou, dvojkovou a šestnáctkovou soustavou vycházejí z hodnot jednotlivých řádů.
-
Historie počítačů
Vývoj počítačů od mechanických počítacích strojů k mikroprocesorům ukazuje, jak programovatelnost a změny součástek rozšířily možnosti jejich použití.
-
Bezpečnost v digitálním prostředí
Ochrana účtů, zařízení a dat vychází z rozpoznání rizika a volby opatření, které brání zneužití nebo omezuje následky chyby.
-
Interpretace dat
Interpretace dat spojuje údaje s otázkou, na kterou hledáme odpověď, a rozlišuje doložený závěr od vysvětlení, které je třeba teprve ověřit.
-
Informační systém
Informační systém propojuje data, lidi, postupy a technické prostředky, aby umožnil například evidovat výpůjčky, vyřídit rezervaci nebo zjistit dostupnost vybavení.
-
MS Word
Práce v MS Word zahrnuje členění textu, používání stylů a úpravu dokumentu tak, aby si zachoval přehlednou podobu i při změnách obsahu.
-
Dvojková soustava
Dvojková soustava zapisuje čísla pomocí nul a jedniček; hodnotu zápisu určují mocniny dvojky přiřazené jednotlivým pozicím.
-
Algoritmus
Algoritmus popisuje přesné kroky řešení úlohy; jeho správnost posuzujeme podle požadovaného výsledku pro všechny přípustné vstupy.
-
Strojové učení
Strojové učení vytváří model z příkladů; jeho použitelnost ověřujeme na oddělených datech a posuzujeme podle chyb i podle toho, jaké příklady při učení dostal.
-
Microsoft PowerPoint
Tvorba prezentace v Microsoft PowerPoint: uspořádání sdělení, práce s rozložením snímků a příprava čitelné opory pro ústní výklad.
-
Kódování dat
Kódování určuje, jak se data zapisují a znovu čtou; při návrhu kódu záleží na jednoznačnosti, počtu rozlišovaných hodnot a délce zápisu.
-
Textový editor
Práce v textovém editoru spojuje členění dokumentu do odstavců a nadpisů s úpravou vzhledu, která zůstává přehledná i po změnách textu.
-
Rastrová grafika
Rastrový obraz tvoří mřížka pixelů; jeho rozměry, způsob úprav a komprese ovlivňují zachování detailů i velikost souboru.
-
Formátování textu
Formátování znaků, odstavců a stylů pomáhá vyjádřit strukturu dokumentu a udržet jeho úpravu jednotnou i při změnách obsahu.
-
Práce s textovým editorem
Úprava textového dokumentu pomocí odstavců, stylů a nástrojů rozvržení umožňuje zachovat přehlednou strukturu i při změnách obsahu.
-
Kódování a přenos dat
Kódování určuje, jak zprávu zapsat pomocí symbolů; úspěšný přenos vyžaduje společná pravidla pro její přečtení a rozpoznání chyb.
-
Historie výpočetní techniky
Od mechanických kalkulátorů k mikroprocesorům sledujeme, jak se měnilo provádění výpočtů, zadávání programu a dostupnost počítačů.
-
Programování v Pythonu
Základy Pythonu propojují práci s hodnotami, podmínkami a opakováním s porozuměním tomu, jak program postupuje a jak ověřit jeho výsledek.
-
Informační zdroje
Výběr informačního zdroje závisí na hledané odpovědi; jeho použitelnost posuzujeme podle původu, doložených tvrzení a souvislostí.
-
Aplikační software
Aplikační software slouží k uživatelským úlohám; vhodnou aplikaci vybíráme podle požadované práce, podporovaných formátů a podmínek použití.
-
Kódování informací a dat
Kódování převádí sdělení do zápisu podle dohodnutých pravidel; jeho správné přečtení závisí na znalosti těchto pravidel a významu dat.
-
Souborový systém
Souborový systém organizuje data na úložišti; práce se složkami, cestami a kopiemi pomáhá porozumět tomu, kde soubory leží a co se s nimi při jednotlivých operacích mění.
-
Kódování textu
Kódování textu určuje, jak se znaky zapisují pomocí bajtů; na ASCII, Unicode a UTF-8 lze vysvětlit velikost textových dat i příčinu chybně zobrazené diakritiky.
-
Počítačové viry
Počítačový virus se množí připojováním svého kódu k dalším souborům; porozumění jeho šíření pomáhá zvolit ochranu i postup při podezření na nákazu.
-
Binární kódování
Žáci zapíší čísla ve dvojkové soustavě, vysvětlí bit, bajt a množství informace podle vyloučených možností a zdůvodní volbu datového typu mimo programovací jazyk.
-
Data a informace
Žáci rozliší data od informace, navrhnou sběr a evidenci údajů, posoudí jejich úplnost a význam pro rozhodnutí a oddělí evidenci od návrhu informačního systému.
-
Grafy: vrcholy a hrany
Žáci modelují situaci grafem s vrcholy a hranami, převedou stejná data mezi dvěma zápisy, opraví chybu v modelu a porovnají, který je pro problém užitečnější.
-
Interpretace dat a manipulace
Žáci interpretují výsledky, odhalují chyby a manipulace v cizích závěrech a uplatní kritické myšlení vůči kvalitě zdroje i kognitivním zkreslením.
-
Kódování čísel a textu
Žáci porovnají kódování čísel i textu, vysvětlí vliv počtu bitů na rozsah a přesnost, odhalí přetečení a zaokrouhlení a odliší kód znaků od šifrování.
-
Kódování obrazu a zvuku
Žáci popíší digitalizaci spojitého jevu, porovnají kódování obrazu, zvuku a videa a zvolí formát podle rozlišení, vzorkování a velikosti dat.
-
Komprese a přenos dat
Žáci rozliší bezeztrátovou a ztrátovou kompresi, popíší přenos zprávy komunikačním kanálem a vysvětlí roli kontrolních součtů; neřeší správu sítí ani operační systém.
-
Model jako zjednodušení
Žáci sestaví model jako zjednodušení reality — schéma, diagram nebo myšlenkovou mapu — a pojmenují, co model zachycuje a co záměrně vynechává.
-
Od problému k modelu a simulaci
Žáci formulují problém a požadavky na řešení, posoudí dostatek informací a sestaví model nebo jednoduchou simulaci, ze které odvodí předpověď.
-
Šifry a kódování zpráv
Žáci kódují a dekódují zprávu jednoduchou šifrou, odliší utajení od pouhého kódování a posoudí, co šifra chrání a co už neřeší.
II. ročník
-
Data, informace a modelování
Význam dat závisí na kontextu; při tvorbě modelu vybíráme vlastnosti a vztahy podle otázky, na kterou má model odpovědět.
-
Počítačová grafika
Rastrové a vektorové zobrazení určují, jak lze obrázek upravovat a zvětšovat; účel použití pomáhá zvolit rozměry, formát a způsob exportu.
-
Databáze
Relační databáze propojuje záznamy pomocí klíčů; vhodný návrh tabulek omezuje opakování údajů a umožňuje získávat odpovědi pomocí dotazů.
-
Internet věcí
Internet věcí propojuje fyzická zařízení se síťovými službami; na příkladu chytrého skleníku lze sledovat měření, přenos dat, rozhodování i ovládání zařízení.
-
Grafy v Excelu
Volba typu grafu v Excelu podle významu dat, správné přiřazení datových řad a nastavení os tak, aby graf umožňoval věcné porovnání.
-
Vývojové diagramy
Vývojové diagramy znázorňují pořadí kroků algoritmu, rozhodování a opakování; průchod diagramem s konkrétními vstupy pomáhá ověřit jeho chování.
-
HTML
HTML popisuje strukturu a význam obsahu webové stránky pomocí prvků a atributů; při čtení a úpravách zápisu žáci propojují zdrojový text s jeho zobrazením v prohlížeči.
-
Funkce v Excelu
Funkce v Excelu umožňují shrnovat hodnoty a rozhodovat podle podmínky; správnost výsledku závisí na volbě funkce, vstupních datech a odkazech na buňky.
-
Algoritmus: vlastnosti, zápis a rozklad
Žáci vysvětlí vlastnosti algoritmu, zapíší ho slovně, diagramem i pseudokódem, rozdělí problém na části a zdůvodní, co řešit algoritmicky. Neopakují blokové programování ze ZŠ.
-
Funkce a podprogramy
Žáci navrhují podprogramy s parametry a návratovými hodnotami, zobecní opakující se postup a složí ho do přehledného programu. Funkce tu slouží k rozkladu úlohy, ne k prvnímu volání vestavěných příkazů.
-
Nároky algoritmu
Žáci posoudí nároky algoritmu vzhledem k velikosti vstupu, porovnají dvě řešení a zvolí vhodnější podle času, paměti nebo srozumitelnosti. Nejde o měření hardwaru ani o počítačové sítě.
-
Proměnné a výrazy v Pythonu
Žáci v Pythonu přiřazují hodnoty proměnným, rozlišují datové typy, sestavují číselné a logické výrazy a pracují se vstupem a výstupem.
-
Seznamy v Pythonu
Žáci ukládají data do seznamů, procházejí je cyklem, indexují prvky a volí seznam tam, kde nestačí jednotlivé proměnné. Nejde o tabulky ani o informační systémy.
-
Testování a ladění
Žáci ověří správnost algoritmu, rozliší syntaktické, běhové a logické chyby a program odladí krokováním. Téma patří k testování 2. ročníku, ne k pouhému ověření, že program spustí.
-
Větvení a cykly
Žáci programují větvení se složenými podmínkami a cykly for i while, vnořují bloky a řídí tok výpočtu. Rozšiřují řízení výpočtu ze ZŠ o složené podmínky a přehlednou strukturu.
-
Vývoj a sestavení programu
Žáci dovedou program od nápadu k otestované verzi: zvolí nástroj, sestaví přehledné řešení s rozhraním, napíší nápovědu a zváží licence, autorství i etiku programátora.
Co se žáci naučí.
Očekávané výstupy
Informatika · Informatika
- RVP G žák interpretuje získané výsledky a závěry, vyslovuje předpovědi na základě dat, uvažuje při tom omezení použitých modelů; posuzuje množství informace podle počtu možností, které jsou díky informaci vyloučeny; odhaluje chyby a manipulace v cizích interpretacích a závěrech
- RVP G žák rozlišuje a používá různé datové typy; navrhuje a porovnává různé způsoby kódování z různých hledisek a vysvětlí proces a úskalí digitalizace
- RVP G žák formuluje problém a požadavky na jeho řešení; získává potřebné informace, posuzuje jejich využitelnost a dostatek (úplnost) vzhledem k řešenému problému; používá systémový přístup k řešení problémů; pro řešení problému sestaví model, simulaci
- RVP G žák převede data z jednoho modelu do jiného; najde chyby daného modelu a odstraní je; porovná různé modely s ohledem na užitečnost pro řešení daného problému
- RVP G žák vysvětlí daný algoritmus, program; určí, zda je daný postup algoritmem
- RVP G žák analyzuje problém, rozdělí problém na menší části, rozhodne, které je vhodné řešit algoritmicky, své rozhodnutí zdůvodní; sestaví a zapíše algoritmy pro řešení problému
- RVP G žák ve vztahu k charakteru a velikosti vstupu hodnotí nároky algoritmů; porovná algoritmy podle různých hledisek, vybere pro řešený problém ten nejvhodnější; vylepší algoritmus podle zvoleného hlediska; zobecní řešení pro širší třídu problémů
- RVP G žák vytvoří přehledný program pro vyřešení konkrétního problému s ohledem na jeho možné důsledky a svou odpovědnost za ně; používá opakování, větvení programu se složenými podmínkami, proměnné, seznamy, podprogramy s parametry a návratovými hodnotami; ve snaze o vyšší efektivitu navrhuje, řídí a hodnotí souběh procesů
- RVP G žák ověří správnost, najde a opraví případnou chybu v algoritmu, otestuje, odladí a optimalizuje program
- RVP G žák rozpozná informační toky v systémech; analyzuje a hodnotí informační systémy z různých hledisek; zvažuje i nepřímé a nezamýšlené dopady informačního systému na různé skupiny
- RVP G žák nastavuje účelné zobrazení dat, filtruje a řadí data úpravou databázového dotazu
- RVP G žák určí cílovou skupinu, formuluje problém, validuje potřeby, určí a prioritizuje požadavky na řešení
- RVP G žák určí jednotlivé uživatelské role, specifikuje jejich činnosti, navrhne, otestuje a přizpůsobí rozhraní uživatelům
- RVP G žák navrhne a vytvoří strukturu vzájemného propojení tabulek; navrhne procesy zpracování dat
- RVP G žák otestuje správnost a použitelnost svého řešení, navrhne a realizuje potřebná vylepšení; během provozu informačního systému rozpozná funkčně či věcně nesprávný stav, zjistí jeho příčinu a navrhne způsob jeho odstranění
- RVP G žák rozlišuje jednotlivé operační systémy a vysvětlí rozdíly mezi nimi z uživatelského hlediska
- RVP G žák porovná jednotlivé způsoby propojení počítačů, charakterizuje počítačové sítě a internet; vysvětlí, pomocí čeho a jak je zajištěna komunikace mezi jednotlivými zařízeními v síti
- RVP G žák identifikuje a řeší problémy a výzvy vznikající při práci s digitálními zařízeními a poradí s nimi druhým
- RVP G žák chrání digitální zařízení, digitální obsah i osobní údaje před poškozením či zneužitím s vědomím změn v technologiích, které ovlivňují bezpečnost
Připravte vaši hodinu.
Mějte příští hodinu připravenou už dnes. ScioBot vám vytvoří plán, pracovní listy i prezentaci k vašemu tématu. Klidně i z vašich podkladů.
Vytvořit materiál
-
Příprava na hodinu
Kompletní příprava s cíli, průběhem a aktivitami.
-
Pracovní list
List s úlohami, klíčem a variantou.
-
Písemka
Časovaná písemka s body a variantami.
-
Aktivita
Aktivita do hodiny, kterou žáci hned spustí.
-
Prezentace
Sada slajdů k výkladu a procvičení.
-
Tisknutelné materiály
Materiál k tisku (kartičky, plakát, pracovní list).
-
Interaktivní hry
Interaktivní hra k procvičení tématu.
Rámce
-
RVP G (gymnázia)
Čtyřleté gymnázium = I.–IV. ročník. Šestiletá a osmiletá gymnázia mapují své poslední čtyři ročníky identicky. Aktualizace informatiky září 2022, opatření MSMT-24248/2021-2 (úplné znění, Praha září 2021).
https://edu.gov.cz/wp-content/uploads/2020/08/RVPG-2007-07_final.pdf