Моделювання як метод дослідження об"єктів

Рейтинг Користувача: / 20
НайгіршеНайкраще 

Науково-методична робота - Інформатика

Вівторок, 12 березня 2013 16:24 Написав Administrator

Підготувала  Хомич  Катерина  Петрівна

Тема. Поняття моделі. Типи моделей. Моделювання як метод дослідження об’єктів.

Мета:

µ сформувати поняття: моделі, моделювання, пояснити її призначення;

µ розглянути різні класифікації моделей, навести приклади різних типів моделей;

µ навчити учнів формулювати математичні моделі до обчислювальних задач;

µ розвивати інтелект, логічне та алгоритмічне мислення, творчі здібності;

µ виховувати комп'ютерну грамотність, уміння працювати в групі.

Обладнання: комп'ютери.

Хід уроку

1. I. Організаційний момент
2. II. Мотивація навчальної діяльності

Вправа «Пошук та аналіз»

Учні об’єднуються в 4 групи.

Завдання

Використовуючи ресурси Інтернету, заповніть таблицю.

Учні слухають результати (по одному учню від групи + доповнення від інших груп) та аналізують відповіді.

1. III. Оголошення теми і мети уроку

Після цього уроку учні зможуть:

ü пояснювати призначення моделі;

ü пояснювати поняття інформаційної моделі задачі;

ü наводити приклади різних типів моделей;

ü формулювати математичні моделі до обчислювальних задач:

ü набути комунікаційних навичок.

1. IV. Вивчення нового матеріалу.

Проблемні запитання:

1. Чим проект відрізняється від моделі?

2. Що передує — модель чи проект?

3. Чому б не досліджувати сам об'єкт, для чого створювати модель?

Моделі та способи їх зображення

Учитель. Людина у будь-якій діяльності постійно користуєть­ся моделями. Діти грають іграшками — зменшеними копіями ре­альних об'єктів. Для гри використовують не тільки готові моделі, а й створені власними руками з пластиліну, деталей конструктора. У школі діти ознайомлюються з іншими моделями: аплікація, ри­сунок, креслення, глобус, моделі фізичних пристроїв тощо. У по­дальшому житті люди також використовують моделі — макет (про­ект) будинку, автомобіля, моделювання фізичних, хімічних явищ та процесів.

Спробуємо дати означення поняттю «модель». Закінчіть речен­ня: «Модель — ...»

Учні записують власні думки, читають та аналізують отри­мані вислови.

Модель (від лат. modulus — міра, зразок, норма) — це прообраз, опис або зображення якогось об'єкта.

Моделлю може бути будь-який об'єкт, явище або мислиннєвий образ, за допомогою яких вивчають більш складні об'єкти.

Моделі використовують тоді, коли безпосередньо дослідити від­повідні об'єкти-оригінали складно або й неможливо. В іншому ви­падку моделі використовують для дослідження ще й неіснуючих об'єктів.

Крім матеріальних моделей (іграшки, глобуса, макета будин­ку), існують абстрактні моделі: описи, формули, зображення, схе­ми, креслення, графіки тощо. За допомогою математичних формул описують, скажімо, арифметичні операції, співвідношення в гео­метрії, закони руху і взаємодії тіл, хімічні формули (S = vt, C₃H₈, с² =а² +b²,...). Користуючись таблицями, графіками, діаграмами, можна відображати різноманітні явища, процеси закономірності і залежності реального світу.

Усі абстрактні моделі, які можна подати за допомогою набору знаків (геометричних фігур, символів, фрагментів тексту), — це знакові моделі. Для побудови знакової моделі потрібно знати значення знаків, що використовуються.

Абстрактні моделі, одержані внаслідок висновків, висловів називають вербальними (від лат. vеrbalis — усний).

Мозковий штурм

Спробуємо провести класифікацію моделей: іграшка, макет будинку, правила для учнів, твір на тему «Якби я був президентом», запис структури молекули води, відповідь па запитання: «Чи є життя у Всесвіті?».

Наведена класифікація моделей — це одна з найпростіших класифікацій за способом створення. Можливі й інші класифікації моделей, наприклад за предметною ознакою: фізичні, хімічні, моделі , будівельних конструкцій, різних механізмів тощо.

Інформаційні моделі

Під час вивчення інформатики нас цікавитимуть інформацій­ні моделі, тобто такі, що стосуються інформаційних процесів. До якої із зазначених вище множин можуть належати ці моделі? По-перше, інформаційні моделі мають бути абстрактними, оскільки, як відомо, інформація — це нематеріальна категорія. По-друге, ін­формаційні моделі мають бути знаковими, тому що повідомлення зображують у вигляді знаків. Знакові моделі прийнято поділяти на математичні й інформаційні.

Математична модель — це модель, що описує об'єкт, явище чи процес мовою математики.

Інформаційна модель — це модель, що описує інформаційні процеси або містить інформацію про властивості і стан об'єктів, процесів, явищ.

До інформаційних моделей належать тексти довідкових видань, енциклопедій.

Якщо модель формулюється таким чином, що її можна оброби­ти на комп'ютері, вона називається комп'ютерною.

Комп'ютерна модель — до модель (математична чи інформа­ційна), реалізована за допомогою програмних засобів.

Комп'ютерне моделювання

Моделювання на комп'ютері має набагато більше можливостей, ніж просто моделювання за допомогою реальних предметів або ма­теріалів.

Спробуємо це довести.

Учні об'єднуються в групи та заповнюють таблицю.

Виступають представники груп. Дискусія.

Етапи побудови комп'ютерної моделі

Учитель. Спробуємо уявити, з яких етапів складається процес створення комп'ютерної моделі. Взагалі, моделювання — це твор­чий процес, і розділити його на будь-які етапи і кроки дуже склад­но. Багато моделей і теорій народжуються внаслідок поєднання досвіду й інтуїції вченого або фахівця. Однак розв'язування біль­шості конкретних задач все ж таки можна уявити поетапно.

Процес створення комп'ютерної моделі можна уявити як шлях від постановки задачі, тобто від інформаційної моделі, і до її вті­лення на комп'ютері. Реалізація моделі на комп'ютері відбуваєть­ся за допомогою програм.

1. V. Підсумок уроку

Учитель пропонує учням продовжити речення: «Сьогодні на уроці найбільшим відкриттям для мене було ...».

Учні відповідають на питання:

1. Чи досягнуто, на вашу думку, запланованої мети уроку?
2. Чому поняття «моделі» є одним з ключових у курсі інформатики?
3. Які труднощі виникли у вас під час уроку?
4. Що ви порадите однокласникам для подолання цих труднощів?
   1. VI. Домашнє завдання

Скласти кросворд з новими поняттями і термінами до теми "Поняття моделі".