Реферат: Терной техники способствует развитию информационных технологий и ведёт к пересмотру целей и задач школьной информатики в сторону дальнейшей гуманизации обучения

ШАХМАТЫ КАК ПРЕДМЕТНАЯ ОБЛАСТЬ ШКОЛЬНОЙ ИНФОРМАТИКИ

Неизвестных В.Н., МКОУ «Байкитская средняя общеобразовательная школа», chess21@rambler.ru


Бурный прогресс компьютерной техники способствует развитию информационных технологий и ведёт к пересмотру целей и задач школьной информатики в сторону дальнейшей гуманизации обучения. Одним из последствий этого бурного прогресса является превращение школьной информатики в своеобразную мета дисциплину, подразумевающее её тесное взаимодействие с другими школьными предметами. Видится важной интеграция курса информатики также и с разными вне предметными понятийными областями. Одной из самых интересных областей интеграции, на взгляд автора, является построение курса школьной информатики на формально-фигурной и понятийно-смысловой базе шахмат. Об этом и идёт речь в статье.

Уже сама легенда о создании шахмат, в которой мудрец запросил в качестве награды за изобретенную игру сумму зерён пшеницы, расположенных на полях шахматной доски в геометрической прогрессии с шагом два, можно рассматривать как одно из начал информатики, ибо она аукается и в двоичную систему счисления, и в электронные таблицы. К этому стоит добавить, что в средние века шахматная доска служила вычислительным прибором арабским математикам.


8

4 mil.

6

6 mil.

4

8 mil.

2

10 mil.

400 tys.

60

600 tys.

40

800 tys.

20

1 mil.

9

600

60 tys.

400

80 tys.

200

100 tys.

90

300 tys.

6 tys.

4 tys.

8 tys.

2 tys.

10 tys.

900

30 tys.

700

40 tys.

800

20 tys.

1 tys.

9 tys.

3 tys.

7 tys.

5 tys.

80

200 tys.

100

90 tys.

300

70 tys.

500

50 tys.

2 mil.

10

900 tys.

30

700 tys.

50

500 tys.

70

1

9 mil.

3

7 mil.

5

5 mil.

7

3 mil.


Таб. 1. Шахматная доска – средневековой «калькулятор» арабских математиков. Горизонтальные ряды белых или чёрных полей систематизируют числа согласно арифметической прогрессии, по диагонали – согласно условленной геометрической прогрессии.

Существуют многочисленные головоломки и комбинаторные задачи на шахматной доске, допускающие как отдельные частные решения, продиктованные размышлениями и догадкой, так и решения полные, полученные с применением информационных технологий.

Шахматная нотация, точнее различные её виды – алгебраическая, описательная, цифровая, код Удемана, система знаков шахматного журнала с характерным названием «Шахматный информатор» позволяют проиллюстрировать такой важный раздел информатики как кодирование информации.

Алгебраическая нотация – обозначение полей шахматной доски буквенно-цифровым сочетанием, вертикали обозначены буквами латинского алфавита, а горизонтали – арабскими цифрами. Алгебраическая нотация получила своеобразное и широкое распространение в таком приложении информатики, как электронные таблицы, столбцы которых обозначаются буквами латинского алфавита, строки – арабскими цифрами, адреса ячеек задаются буквенно-цифровыми сочетаниями.

Код Удемана – обозначение полей шахматной доски сочетанием согласной и гласной букв латинского алфавита; предложено американским шахматистом Л. Удеманом (1882) . Этот код применяется для передачи шахматных ходов по телеграфу или радио.

Цифровая нотация – код, обозначающий каждое поле шахматной доски двузначным числом. Применяется в международных шахматных соревнованиях по переписке.

Более сложной считается описательная шахматная нотация, принятая в англо- и испаноязычных странах: вертикали обозначаются не цифрами, а начальными буквами названия фигур, которые находились на них в начальной позиции (вертикаль «d» обозначается буквой Q, от английского Queen – ферзь, вертикаль «е» обозначается буквой K, от английского слова King – король, в наименованиях других вертикалей наряду с названием фигур (Rook – ладья, Bishop – слон, Knight – конь) добавляется также буква, обозначающая фланг (K – королевский, Q – ферзевый); горизонтали – арабскими цифрами от 1 до 8, в отличие от алгебраической нотации, где отсчёт ведётся от белых, при описательной нотации каждая сторона ведёт отсчёт от себя.

8

a8

b8

c8

d8

e8

f8

g8

h8

7

a7

b7

c7

d7

e7

f7

g7

h7

6

a6

b6

c6

d6

e6

f6

g6

h6

5

a5

b5

c5

d5

e5

f5

g5

h5

4

a4

b4

c4

d4

e4

f4

g4

h4

3

a3

b3

c3

d3

e3

f3

g3

h3

2

a2

b2

c2

d2

e2

f2

g2

h2

1

a1

b1

c1

d1

e1

f1

g1

h1




a

b

c

d

e

f

g

h

Таб. 2. Кодирование полей шахматной доски в алгебраической нотации и в системе знаков журнала «Шахматный информатор».


8

18

28

38

48

58

68

78

88

7

17

27

37

47

57

67

77

88

6

16

26

36

46

56

66

76

86

5

15

25

35

45

55

65

75

85

4

14

24

34

44

54

64

74

84

3

13

23

33

43

53

63

73

83

2

12

22

32

42

52

62

72

82

1

11

21

31

41

51

61

71

81




a

b

c

d

e

f

g

h


Таб. 3. Кодирование полей шахматной доски в цифровой нотации.

8

ma

na

pa

ra

sa

ta

wa

za

7

me

ne

pe

re

se

te

we

ze

6

mi

ni

pi

ri

si

ti

wi

zi

5

mo

no

po

ro

so

to

wo

zo

4

bo

co

do

fo

go

ho

ko

lo

3

bi

ci

di

fi

gi

hi

ki

li

2

be

ce

de

fe

ge

he

ke

le

1

ba

ca

da

fa

ga

ha

ka

la




a

b

c

d

e

f

g

h


Таб. 4. Кодирование полей шахматной доски в коде Удемана.

8

RQ8

KtQ8

BQ8

Q8

K8

B8

KtK8

RK8

7

RQ7

KtQ7

BQ7

Q7

K7

B7

KtK7

RK7

6

RQ6

KtQ6

BQ6

Q6

K6

B6

KtK6

RK6

5

RQ5

KtQ5

BQ5

Q5

K5

B5

KtK5

RK5

4

RQ4

KtQ4

BQ4

Q4

K4

B4

KtK4

RK4

3

RQ3

KtQ3

BQ3

Q3

K3

B3

KtK3

RK3

2

RQ2

KtQ2

BQ2

Q2

K2

B2

KtK2

RK2

1

RQ1

KtQ1

BQ1

Q1

K1

B1

KtK1

RK1




a

b

c

d

e

f

g

h


Таб. 5. Кодирование полей шахматной доски в описательной нотации (со стороны белых).

1

RQ1

KtQ1

BQ1

Q1

K1

BK1

KtK1

RK1

2

RQ2

KtQ2

BQ2

Q2

K2

BK2

KtK2

RK2

3

RQ3

KtQ3

BQ3

Q3

K3

BK3

KtK3

RK3

4

RQ4

KtQ4

BQ4

Q4

K4

BK4

KtK4

RK4

5

RQ5

KtQ5

BQ5

Q5

K5

BK5

KtK5

RK5

6

RQ6

KtQ6

BQ6

Q6

K6

BK6

KtK6

RK6

7

RQ7

KtQ7

BQ7

Q7

K7

BK7

KtK7

RK7

8

RQ8

KtQ8

BQ8

Q8

K8

BK8

KtK8

RK8




a

b

c

d

e

f

g

h


Таб. 6. Кодирование полей шахматной доски в описательной нотации (со стороны чёрных).

Явно недостаточное, на взгляд автора, внимание в школьном курсе информатики уделяется таким важным понятиям как искусственный и гибридный интеллект. И здесь информатика вступает на шахматную почву, точнее говоря на шахматную доску, ибо шахматы являются наилучшим полигоном – площадкой для исследований как в области искусственного, так и в области гибридного интеллекта.

Попытки создать гибридный интеллект восходят ещё к шахматному автомату Кемпелена, в котором точный механизм и человеческий интеллект дополняли друг друга. Ярким примером гибридного интеллекта являются так называемые «продвинутые» шахматы, в которых непосредственное соревнование происходит между «белковыми» шахматистами, а компьютер используется в качестве советчика-консультанта. Здесь преимущество получает тот шахматист, который понимает сильные и слабые стороны обеих составляющих гибридного интеллекта. Своеобразным вариантом «продвинутых» шахмат стал и матч Гарри Каспарова с суперкомпьютером Deep Blue. Исходный посыл о соревновании машинного и человеческого интеллектов по ходу это матча постоянно нарушался, по мнению ряда наблюдателей, вмешательством в процесс игры со стороны программистов, представлявших Deep Blue.

Вполне применимы шахматы как предметная область и при изучении информатики в начальной школе. Так в теме «Кодирование информации», которая изучается во втором классе, ученикам после объяснения сути кодирования, дается задание придумать свою кодовую таблицу, с помощью которой закодировать несколько слов.

Это задание вполне может звучать так: «Придумай свою кодовую таблицу и закодируй название шахматных фигур».

№ по порядку

№ в алфавите

Буква

Двоичный код

1

1

А

0000

2

5

Д

0001

3

6

Е

0010

4

9

З

0011

5

12

К

0100

6

13

Л

0101

7

15

Н

0110

8

16

О

0111

9

17

П

1000

10

18

Р

1001

11

19

С

1010

12

22

Ф

1011

13

26

Ш

1100

14

30

Ь

1101

15

33

Я

1110


Таб. 7. Коды букв, входящих в название шахматных фигур

Название

Код (двоичный)

Пешка

1000

0010

1100

0100

0000




Ладья

0101

0000

0001

1101

1110




Конь

0100

0111

0110

1101







Слон

1010

0101

0111

1101







Ферзь

1011

0010

1001

0011

1101




Король

0100

0111

1001

0111

0101

1101























Таб. 8. Названия шахматных фигур в двоичном коде

Название

Код (номерной)

Пешка

17

6

26

12

1




Ладья

13

1

5

30

33




Конь

12

16

15

30







Слон

19

13

16

15







Ферзь

22

6

18

9

30




Король

12

16

18

16

13

30


Таб. 9. Названия шахматных фигур в номерном коде

При изучении темы «Объект и его свойства» вполне естественным и разумным выглядит изучение шахматной доски, как отдельного объекта, и как объекта вместе с находящимися на ней шахматными фигурами.


Задание для учеников второго класса может быть сформулировано следующим образом: «Закодируй поля, на которых находятся шахматные объекты (объекты шахматной игры) при начальной расстановке».


Название

Знак

Занимаемое поле (поля)

Король

Кр













e8










Ферзь

Ф










d8













Слон

С







c8







f8







Конь

К




b8













g8




Ладья

Л

a8



















h8

Пешка

-

a7

b7

c7

d7

e7

f7

g7

h7


Таб. 10. Шахматные объекты (черные фигуры) в начальной расстановке

Пешка

-

a2

b2

c2

d2

e2

f2

g2

h2

Ладья

Л

a1



















h1

Конь

К




b1













g1




Слон

С







c1







f1







Ферзь

Ф










d1













Король

Кр













e1










Название

Знак

Занимаемое поле (поля)


Таб. 11. Шахматные объекты (белые фигуры) в начальной расстановке

Вот еще одна из задач, возникающих при изучении темы: «Объект и его свойства»


Назови имя объекта по описанию объекта


Описание объекта

Имя объекта

Может превращаться в разные фигуры

Пешка

Может перепрыгивать через свои и чужие фигуры и пешки

Конь

Ходит только по диагоналям

Слон

Ходит только по горизонталям и вертикалям

Ладья

Самая сильная шахматная фигура

Ферзь

Главная шахматная фигура

Король


Таб. 12. Соответствие имени объекта его описанию


Общее имя

Конкретное имя

Шахматная фигура

Пешка

Конь

Слон

Ладья

Ферзь

Король


Таб. 13. Соотношение понятий общее и конкретное имя

Использование шахмат в качестве предметной области при изучении курса информатики способствует развитию человеческого интеллекта, помогая при этом понять преимущества и недостатки интеллекта компьютерного. При этом компьютерные инструменты не отменяют и не заменяют творческих способностей человека, в том числе в области принятия решений, а лишь позволяют более продуктивно их использовать.