Конспект урока по теме моделирование и формализация

Обновлено: 05.07.2024

воспитательные: повышать интерес учащихся к предмету Информатика как средству познания.

Тип урока: комбинированный

II. Изучение нового материала.

1.Моделирование как метод познания :

2. Формы представления моделей.

модели материальные и модели информационные;

3. Практическая работа: создание компьютерной модели генеалогического дерева семьи обучающегося

III. Практическая работа на ЭВМ.

IV. Подведение итогов. Задание на дом.

- Сегодня на уроке мы познакомимся со следующими понятиями:

Убедимся в необходимости моделирования как метода познания и построим модель вашей семьи.

II. Актуализация знаний

Исправление синтаксических ошибок в заданном тексте.

III. Изучение нового материала.

1. Моделирование как метод познания

Человечество в своей деятельности (научной, образовательной, технологической, художественной) постоянно создаёт и использует модели окружающего мира. Модели позволяют представить в наглядной форме объекты и процессы, недоступные для непосредственного восприятия (очень большие или очень маленькие объекты, очень быстрые или очень медленные и др.)

Наглядные модели часто используются в процессе обучения:

в курсе географии – глобус

в курсе физики – двигатель внутреннего сгорания

в курсе химии – модели молекул и кристаллических решёток

в курсе биологии – ДНК

Модели играют важную роль в создании различных технических устройств, машин и механизмов, зданий, электрических цепей и т.д.

Развитие науки невозможно без создания теоретических моделей – теорий, законов, гипотез и т.д.

Всё художественное творчество является процессом создания моделей: любое литературное произведение – модель реальной человеческой жизни, живописные полотна, скульптуры, театральные постановки.

Моделирование – это метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей.

Каждый объект имеет большое количество различных свойств. В процессе построения модели выделяются главные, наиболее существенные для проводимого исследования, свойства.

Модель – это некий новый объект, который отражает существенные особенности изучаемого объекта, явления или процесса.

Никакая модель не может заменить сам объект. Но при решении конкретной задачи, когда нас интересует определённые свойства изучаемого объекта, модель оказывается полезным, а иногда и единственным инструментом исследования.

2. Формы представления моделей.

Модели материальные и информационные.

Все модели можно разбить на 2 большие класса: предметные (материальные) и модели информационные.

Предметные модели воспроизводят геометрические, физические и другие свойства объектов в материальной форме (глобус, анатомические муляжи, модели кристаллических решеток, макеты зданий и другие)

Информационные модели представляют объекты и процессы в образной или знаковой форме, знаковые информационные модели строятся с использованием различных языков (знаковых систем) могут быть представлены в форме текста ( например, программы на языке программирования) формулы ( например 2-ой закон Ньютона) таблицы (например, периодическая таблица элементов Д.И. Менделеева) и другие.

Естественные языки используются для создания описательных информационных моделей (например, гелиоцентрическая модель мира Коперника).

Для отображения различных процессов часто прибегают к построению графиков, чертежей, схем – это примеры графических информационных моделей.

с помощью формальных языков строятся формальные информационные модели (математические, логические).

Модели, построенные с использованием математических понятий и формул, называются математическими моделями.

Язык алгебры логики позволяет строить формальные логические модели, например,

логические модели устройств компьютера: сумматора и триггера.

Процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков называется формализацией.

В процессе познания окружающего мира человечество постоянно использует моделирование и формализацию. При изучении нового объекта сначала строится его описательная информационная модель на естественном языке, затем она формализуется, т.е. выражается с использованием формальных языков (математики, логики и другие)

III. Закрепление учебного материала.

Обучающая игра: распределить предложенные на доске модели по видам.

Тестирование обучающихся на комьютерах.

IV. Выполнение практической работы учащимися.

Построить компьютерную модель иерархическое древо своего техникума

(с помощью программы Paint)

V.Подведение итогов. (Слайд №1)

Вопросы к классу:

Что такое моделирование?

Что такое модель?

Какие бывают модели?

Что такое формализация?

Оцениваются практические работы.

VI. Задание на дом.

Полезно? Поделись с другими:

Если Вы являетесь автором этой работы и хотите отредактировать, либо удалить ее с сайта - свяжитесь, пожалуйста, с нами.

Посмотрите также:

Учебно-методические пособия и материалы для учителей, 2015-2022
Все материалы взяты из открытых источников сети Интернет. Все права принадлежат авторам материалов.
По вопросам работы сайта обращайтесь на почту [email protected]

Задачи урока:

Образовательная: сформировать понятие модели, формализации, изучить основные виды моделей, их назначение и свойства.

Развивающая: способствовать развитию исследовательской компетентности учащихся при формализации модели, логического мышления, расширение кругозора,

Воспитательная: способствовать формированию познавательного интереса, воспитание информационной культуры.

Изучаемые вопросы:

моделирование как метод познания;

классификация информационных моделей;

примеры практических заданий;

проверка знаний (встроенный тест).

Тип урока: урок изучения нового материала, самостоятельной деятельности

Возраст учащихся: 9 класс.

Программное обеспечение урока:

Раздаточный материал: карточки с вопросами изучаемой темы.

Открыли тетради и записали тему урока. Сегодня на уроке вы будете самостоятельно изучать предложенную вам тему, работая с презентацией. У каждого из вас имеется карточка с планом вашей работы на уроке и вопросы, которые вы должны изучить. Предлагаю вам разбиться на группы по 3 человека для обсуждения изученных вопросов.

Итогом вашей работы будет полученная оценка прохождения теста.

Объяснение нового материала.

С различными моделями мы сталкиваемся еще в раннем детстве: игрушечный автомобиль, самолет или кораблик для многих были любимыми игрушками, равно как и плюшевый медвежонок или кукла. Дети часто моделируют (играют в кубики, обыкновенная палка им заменяет коня и т. д.).

Приведем несколько примеров, поясняющих, что такое модель.

Как вы думаете, что такое модель? (учащиеся приводят свои примеры). В своей деятельности человек очень часто использует модели, т.е. создает образ того объекта, процесса или явления, с которым ему предстоит работать.

Вопрос: для чего человек создает модели, а не использует сам оригинал?

Моделирование как метод познания помогает человеку в решении жизненных задач.

Почему не использовать сам оригинал?

1. В реальном времени оригинал уже не существует или его нет в действительности

Теория вымирания динозавров.

2. Объект имеет много свойств. Чтобы изучить одно свойство, отказываются от менее существенных.

3. Объект очень велик, очень мал

Глобус, модель Солнечной системы, модель атома

4. Процесс протекает очень быстро или очень медленно

Модель двигателя внутреннего сгорания, геологическая модель

5. Исследование объекта может привести к разрушению

Модель самолета, автомобиля

Моделирование - метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей.

Модель – это некий новый объект, который отражает некоторые существенные свойства изучаемого явления или процесса

Один и тот же объект может иметь множество моделей, а разные объекты могут описываться одной моделью

Человек: (реальный объект – оригинал)

Модели:

Признаки классификации моделей.

1. По области использования;

2. С учетом временного фактора;

Статические (описывают состояние системы в момент времени)

Динамические (описывают процессы изменения и развития систем)

3. По способу представления моделей.

Материальные (Отражают геометрические и физические свойства объекта (макеты, игрушки, опыты)

Информационные (Строятся на информации)

Информационная модель - описание реального объекта (процесса, явления) на одном из языков (разговорным или формальном).

Формы представления информационных моделей:

Словесные модели (устные и письменные описания, с использованием иллюстраций)

Математические модели (формулы, отражающие связь различных параметров объектов и процессов)

Геометрические модели (графические формы и объемные конструкции)

Структурные модели (схемы, графики, таблицы)

Логические модели (выбор действий на основе умозаключений и анализе условий)

Специальные модели (ноты, химические формулы)

Процесс описания объекта с помощью языков называется Формализацией.

Формализация – замена реального объекта его информационной моделью.

Во время работы учащихся за компьютерами можно использовать звучание музыки, при выключении которой происходит смена деятельности (по плану).

По истечению времени работы с презентацией, учащиеся рассаживаются по группам за свои рабочие места и приступают к обсуждению законспектированного материала, отвечают на вопросы и так далее по плану. В конце работы с презентацией учащимся будет предложено проверить свои знания (встроенный тест).

Дать указание учащимся - после работы за компьютером не забывать делать упражнения для глаз.

Закрепление изученного материала.

Задание 1. Какая модель? В какой программе, из изученных нами, ее можно создать?

Задание 2. Ниже приведены некоторые виды моделей, с которыми человеку нередко приходится иметь дело. Укажите у каждой модели к какому виду она относится.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Тема урока : Моделирование и формализация.

Цели урока: Ввести понятия: моделирование,

Развивать навыки работы учащихся на ЭВМ

с приложением Microsoft Word ;

Повышать интерес учащихся к предмету Информатика как средству познания.

План урока:

II . Изучение нового материала.

1.Моделирование как метод познания :

2. Формы представления моделей.

модели материальные и модели информационные;

3. Практическая работа: создание компьютерной модели генеалогического дерева семьи обучающегося

III . Практическая работа на ЭВМ.

IV . Подведение итогов. Задание на дом.

- Сегодня на уроке мы познакомимся со следующими понятиями:

Убедимся в необходимости моделирования как метода познания и построим модель вашей семьи

II . Актуализация знаний

Исправление синтаксических ошибок в заданном тексте.

III . Изучение нового материала.

1. Моделирование как метод познания

Наглядные модели часто используются в процессе обучения:

в курсе географии – глобус

в курсе физики – двигатель внутреннего сгорания

в курсе химии – модели молекул и кристаллических решёток

в курсе биологии – ДНК

Развитие науки невозможно без создания теоретических моделей – теорий, законов, гипотез и т.д.

Моделирование – это метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей.

2. Формы представления моделей .

Модели материальные и информационные.

Все модели можно разбить на 2 большие класса: предметные (материальные) и модели информационные.

Предметные модели воспроизводят геометрические, физические и другие свойства объектов в материальной форме (глобус, анатомические муляжи, модели кристаллических решеток, макеты зданий и другие)

Информационные модели представляют объекты и процессы в образной или знаковой форме, знаковые информационные модели строятся с использованием различных языков (знаковых систем) могут быть представлены в форме текста ( например, программы на языке программирования) формулы ( например 2-ой закон Ньютона) таблицы (например, периодическая таблица элементов Д.И. Менделеева) и другие.

с помощью формальных языков строятся формальные информационные модели (математические, логические).

Модели, построенные с использованием математических понятий и формул, называются математическими моделями.

Язык алгебры логики позволяет строить формальные логические модели, например,

логические модели устройств компьютера: сумматора и триггера.

Процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков называется формализацией.

III. Закрепление учебного материала.

Обучающая игра с помощью интерактивной доски и программного обеспечения WizTeach : распределить предложенные на доске модели по видам.

Интерактивное тестирование обучающихся с помощью пультов Activote и флипчарта созданного на программе ActivInspire

IV . Выполнение практической работы учащимися.

Построить компьютерную модель генеалогического дерева вашей семьи

(работы обучающихся выводится на экран через мультимедийный проектор с помощью программного обеспечения Netop School )

сформировать представление о подходах к классификации моделей;
сформировать представление о разновидностях информационных моделей в зависимости от формы представления.
выработать ориентировочную основу действий учащихся при проведении моделирования;
познакомить учащихся с кругом задач, для которых можно проводить моделирование в прикладных программных средах;
закрепить умения работы в прикладных программных средах, полученные в 7-м классе.

что такое модель,
типы моделей,
этапы решения задач на ЭВМ,
этапы моделирования,
принципы построения модели задачи,
цели проведения компьютерного эксперимента.
основные виды классификации моделей;
основные признаки классификации моделей;
характеристику рассматриваемых классов моделей;
классификацию информационной модели.
методику и основные этапы моделирования;
технологию работы в средах общего назначения.

приводить примеры моделирования и формализации,
строить модели с помощью компьютера,
проводить компьютерные вычислительные эксперименты.
приводить примеры моделей, относящихся к определенному классу;
проводить формализацию задач;
моделировать в среде текстового процессора;
моделировать в среде графического редактора;
моделировать в среде табличного процессора;
моделировать в среде системы управления базой данных.

Урок №1

Цели урока:

Учебная: сформировать понятие модели, изучить основные виды моделей, ее назначение и свойства.
Развивающая: развитие логического мышления, расширение кругозора.
Воспитательная: развитие познавательного интереса, воспитание информационной культуры.

Основные понятия: модель, моделирование, виды моделей.

I. Организационный момент

II. Объяснение нового материала

Приведем несколько примеров, поясняющих, что такое модель.

Архитектор готовится построить здание невиданного доселе типа. Но прежде чем воздвигнуть его, он сооружает это здание из кубиков на столе, чтобы посмотреть, как оно будет выглядеть. Это модель здания, Для того чтобы объяснить, как функционирует система кровообращения, лектор демонстрирует плакат со схемой, на которой стрелочками изображены направления движения крови. Это модель функционирования системы кровообращения.
Попытаемся понять, какова роль моделей в приведенных примерах. Конечно, архитектор мог бы построить здание без предварительных экспериментов с кубиками. Но он не уверен, что здание будет выглядеть достаточно хорошо. Если оно окажется некрасивым, то многие годы будет немым укором своему создателю. Лучше уж поэкспериментировать с кубиками.
Разумеется, лектор мог бы воспользоваться для демонстрации подробным анатомическим атласом. Но подобная степень детализации ему совершенно не нужна при изучении системы кровообращения. Более того, она мешает изучению, так как не дает сосредоточиться на главном. Гораздо эффективнее воспользоваться плакатом.
Итак, дадим следующее определение модели:

Модель – это такой материальный или мысленно представляемый объект, который в процессе изучения замещает объект-оригинал, сохраняя некоторые важные для данного исследования типичные черты этого оригинала. Или можно сказать другими словами: модель – это упрощенное представление о реальном объекте, процессе или явлении.
Модели и моделирование используются человечеством давно. По сути, именно модели и модельные отношения обусловили появление разговорных языков, письменности, графики. Наскальные изображения наших предков, затем картины и книги – это модельные, информационные формы передачи знаний об окружающем мире последующим поколениям.

Моделированием называется как процесс построения модели, так и процесс изучения строения и свойств оригинала с помощью построенной модели.
Навыки моделирования очень важны для человека в его повседневной деятельности. Они помогают разумно планировать распорядок дня, учебу, труд, выбирать оптимальные варианты при наличии выбора, удачно разрешать различные жизненные проблемы.

Задание 1. Заполните таблицу:

III. Закрепление изученного материала

Что такое модель?
Что такое моделирование?
По каким признакам можно классифицировать модели?
Приведите примеры учебных моделей.
Чем отличаются статические модели от динамических?
Приведите примеры статических и динамических моделей.
Что такое материальные модели?
Что такое информационная модель?

IV. Задание на дом. Приведите примеры материальных , динамических и статических моделей.

Урок №2

Учебная: сформировать понятие информационной модели, системы и структуры системы.
Развивающая: обучение выделению главного, обобщению и систематизации.
Воспитательная: развитие эмоционально-волевой сферы, побуждение к применению полученных знаний.

Основные понятия: информационная модель, система, структура системы.

I. Организационный момент

Контрольные вопросы прошлого урока.
Проверка домашнего задания (зачитывание примеров моделей из тетрадей учениками, фронтальная работа).
Объяснение нового материала:

Все модели можно разбить на два больших класса: модели предметные (материальные) и модели информационные. Предметные модели воспроизводят геометрические, физические и другие свойства объектов в материальной форме (глобус, анатомические муляжи, модели кристаллических решеток, макеты зданий и сооружений и др.).
Информационные модели представляют объекты и процессы в образной или знаковой форме.
Образные модели (рисунки, фотографии и др.) представляют собой зрительные образы объектов, зафиксированные на каком-либо носителе информации (бумаге, фото- и кинопленке и др.). Широко используются образные информационные модели в образовании (вспомните учебные плакаты по различным предметам) и науке, где требуется классификация объектов по их внешним признакам (в ботанике, биологии, палеонтологии и др.).
Знаковые информационные модели строятся с использованием различных языков (знаковых систем). Знаковая информационная модель может быть представлена в форме текста (например, программы на языке программирования), формулы (например, второго закона Ньютона F=m·a), таблицы (например, периодической таблицы элементов Д.И. Менделеева) и так далее.
Иногда при построении знаковых информационных моделей используются одновременно несколько различных языков. Примерами таких моделей могут служить географические карты, графики, диаграммы и пр. Во всех этих моделях используются одновременно как язык графических элементов, так и на протяжении своей истории человечество использовало различные способы и инструменты для создания информационных моделей. Эти способы постоянно совершенствовались. Так, первые информационные модели создавались в форме наскальных рисунков, в настоящее же время информационные модели обычно строятся и исследуются с использованием современных компьютерных технологий.
Что же такое информационная модель? (Ответы учащихся.)

Запишем определение в тетрадь:

Информационная модель – совокупность информации, характеризующая свойства и состояния объекта, процесса, явления, а также взаимосвязь с внешним миром.

На стр.33 рассмотрим представление информационных моделей по форме представления и запишем в тетрадь данную схему и выполним задание №17.

Обращаю ваше внимание на математическую модель. Она записана математическим языком или формальным языком. Мы с вами знаем, что языки бывают естественные и формальные. Естественные языки используются для создания описательных информационных моделей. С помощью формальных языков строятся формальные информационные модели (математические, логические и др.). Одним из наиболее широко используемых формальных языков является математика. Модели, построенные с использованием математических понятий и формул, называются математическими моделями. Язык математики является совокупностью формальных языков. С некоторыми из них (алгебра, геометрия, тригонометрия) вы знакомитесь в школе, с другими (теория множеств, теория вероятностей и др.) сможете ознакомиться в процессе дальнейшего обучения.

Процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков называется формализацией.

Любая информационная система является системой. Система = элементы + связи между ними.

Материальные (человек, самолет, дерево);
Нематериальные (человеческий язык, математика);
Смешанные (школьная система).

Как вы думаете, почему школьная система является смешанной системой?
Рассмотрим примеры: самолет, компьютер. Ответы учащихся. А какую особенность можно отметить у системы? При объединении элементов в систему у системы появляются новые свойства, которыми не обладал ни один из элементов системы.
Каждая система имеет структуру. Структура системы – определенный порядок объединения элементов системы. Рассмотрим схему на стр. 39.

С иерархическими моделями мы уже знакомы – это файловая система компьютера. Давайте посмотрим, а еще, какие иерархические модели бывают.
Иерархическая модель, классифицирующая компьютеры, в виде графа: (слайд)

А что показывает эта модель? (слайд)

Это генеалогическое дерево Рюриковичей. (Приложение №2, 1 и 2 слайды)

А какие сетевые модели вы уже знаете? Это глобальная сеть.
Давайте вспомним, какие модели являются динамическими, а какие статическими. Попробуем разобраться, какие из представленных моделей, являются динамическими, а какие статическими? (Ответы учащихся).Статическая модель – о компьютерах, динамическая модель – родословная Рюриковичей.

III. Закрепление изученного материала:

IV. Задание на дом

Составьте сетевую модель. В первом ряду укажите имена своих друзей, во втором ряду – их увлечения. Изобразите дугами связи: имя – увлечение.

Урок №3

Учебная: научить создавать информационные модели, повторение и закрепление основных навыков работы с приложениями MS Office.
Развивающая: развивать логическое мышление.
Воспитательная: воспитывать волю и настойчивость для достижения конечных результатов.

Основные понятия: табличная информационная модель.

I. Организационный момент

II. Проверка домашнего задания. Ответы учащихся

III. Актуализация опорных знаний

ученика вашего класса;
игрока баскетбольной команды;
квартиры жилого дома;
книги в библиотеке;
диска с видеозаписью;
города.

IV. Объяснение нового материала

Определите, какой из пяти серверов является узловым? (Ответы учащихся)
Решение очень простое: поскольку по данному определению узловым называется тот сервер, с которым непосредственно связаны все другие серверы, то в матрице нужно искать строку, состоящую только из единиц. Это строка – С4. Значит, сервер С4 является узловым. Предложите ученикам, в качестве дополнительного задания, нарисовать эту компьютерную сеть, изобразив серверы кружками, а связи между ними линиями.
Сейчас мы с вами убедились, что табличная информационная модель позволяет быстрее анализировать информацию.

Сегодня мы с вами будем создавать табличную информационную модель. Это непростая работа, но я думаю вы с нею справитесь.
Прочитайте текст. Ответьте на вопросы: Самая яркая звезда? Где находится звезда Ригель? Удобно искать информацию? А как лучше? (ответы учащихся)
Давайте попробуем представить эти данные в виде таблицы. Сколько столбцов и сколько строк нам потребуется? Какое название будет у нашей таблицы?
Работа в тетрадях. Записываем образец выполнения предстоящей практической работы, для образца берем первые 5 звезд.
Звезды

Строить таблицу (другую) будем на компьютере с помощью текстового процессора Word.

Учащиеся выполняют работу на компьютере, у каждого свой вариант текста. Например, такой:

Расстояние от Юпитера до Солнца – 778 млн км. Расстояние от Урана до Солнца – 2870 млн км. Диаметр планеты Юпитер – 142 800 км. Диаметр планеты Сатурн – 120 860 км. Расстояние от Сатурна до Солнца – 1427 млн км. Диаметр планеты Уран – 52 000 км. Расстояние от Земли до Солнца – 150 млн км. Расстояние от Плутона до Солнца – 5950 млн км. Диаметр планеты Меркурий – 4 880 км. Расстояние от Нептуна до Солнца – 4497 млн км. Время обращения Сатурна вокруг Солнца – 29,5 года. Диаметр планеты Плутон 3000 км. Расстояние от Марса до Солнца – 228 млн км. Диаметр планеты Нептун – 48 400 км. Время обращения Урана вокруг Солнца – 84 года. Время обращения Нептуна вокруг Солнца – 165 лет. Время обращения Юпитера вокруг Солнца – 12 лет. Расстояние от Меркурия до Солнца – 58 млн км. Время обращения Земли вокруг Солнца – 365 дней. Время обращения Меркурия вокруг Солнца – 88 дней. Диаметр планеты Марс – 6790 км. Время обращения Юпитера вокруг Солнца – 225 дней. Диаметр планеты Земля – 12 756 км. Диаметр планеты Венера – 12100 км. Время обращения Плутона вокруг Солнца – 248 лет. Расстояние от Венеры до Солнца – 108 млн км. Время обращения Марса вокруг, Солнца – 687 дней.
За практическую работу выставляется оценка. Оценка снижается за неверно поставленные единицы измерения (в стоках их не должно быть, единицы измерения пишутся в названии столбца), за отсутствие названия таблицы, лишние строки и столбцы, т.к. текстовый процессор Word уже изучен. Но перед работой мы снова повторяем, как построить таблицу, как вставить или удалить строки и столбцы.

VI. Задание на дом

С помощью таблицы решите задачу: Маша, Оля, Лена и Валя – замечательные девочки. Каждая из них играет на каком-нибудь музыкальном инструменте и говорит на одном из иностранных языков. Инструменты и языки у них разные: Маша играет на рояле; девочка, которая говорит по-французски, играет на скрипке; Оля играет на виолончели; Маша не знает итальянского языка, а Оля не владеет английским; Лена не играет на арфе, а виолончелистка не говорит по-итальянски. Определите, на каком инструменте играет каждая девочка, и каким языком она владеет.

Заключение

Не следует считать, что тема моделирования носит чисто теоретический характер и автономна от всех других тем. Большинство последующих разделов базового курса имеют прямое отношение к моделированию, в том числе и темы, относящиеся к технологической линии курса. Изучавшиеся ранее текстовые и графические редакторы, программное обеспечение телекоммуникаций можно отнести к средствам, предназначенным для рутинной работы с информацией: позволяющим набрать текст, построить чертеж, передать или принять информацию по сети. Программные средства информационных технологий, которые предстоит изучать дальше – СУБД, табличные процессоры, следует рассматривать как инструменты для работы с информационными моделями. Алгоритмизация и программирование также имеют прямое отношение к моделированию. Следовательно, линия моделирования является сквозной для многих разделов базового курса.

Читайте также: