Моделирование как метод познания 9 класс босова конспект урока

Обновлено: 07.07.2024

Человечество в своей деятельности (научной, образовательной, технологической, художественной) постоянно создает и использует модели окружающего мира. Строгие правила построения моделей сформулировать невозможно, однако человечество накопило богатый опыт моделирования различных объектов и процессов.

Модель. Это слово многим знакомо.
Кто-то занимается созданием моделей кораблей, самолетов, автомобилей.
Модели имеют чрезвычайно важную роль в проектировании и создании различных технических устройств. Без предварительного создания чертежа невозможно изготовить даже простую деталь.
Развитие науки невозможно без создания теоретических моделей (теорий, законов, гипотез), отражающих строение, свойства и поведение реальных объектов.
Все художественное творчество фактически является процессом создания моделей. Любое литературное произведение может рассматриваться, как модель реальной человеческой жизни.

Модель создается человеком в процессе познания окружающего мира и отражает существенные особенности изучаемого объекта, явления или процесса.

Разные науки исследуют объекты и процессы под разными углами зрения и строят различные типы моделей.
В физике изучаются процессы взаимодействия и изменения объектов, в химии – их химический состав, в биологии – строения и поведение живых организмов.

В механике – как материальная точка
В химии – как объект, состоящий из различных химических веществ
В биологии – как систему, стремящуюся к самосохранению

Всякая модель воспроизводит только те свойства объекта – оригинала, которые понадобятся при исследовании, изучении объекта.

Никакая модель не может заменить сам объект. Но при решении конкретной задачи, когда нас интересуют определенные свойства изучаемого объекта, модель может оказаться полезным и единственным инструментом исследования.

Материальные модели
Информационные модели

Глобус
Манекен
Муляж

Рисунки
Схемы
Плакаты
Фотографии

Текст
Таблица
Формула
Программа на ЯП

При построении некоторых типов информационных моделей одновременно используются система графических элементов и знаковая система.
Например, в блок-схемах алгоритмов используются различные фигуры для обозначения элементов алгоритма и формальный алгоритмический язык для записи программы на языке программирования.

Что такое моделирование?
Приведите примеры моделирования в различных областях деятельности человека
Что такое модель?
Может ли один объект иметь несколько моделей (если да, приведите примеры)?
Могут ли разные объекты описываться одной и той же моделью (если да, приведите примеры)?
Какие свойства реальных объектов воспроизводят следующие модели:

Муляжи продуктов в витрине магазина
Чучело птицы
Заводной игрушечный автомобиль

Что такое информационная модель?
Приведите различные примеры графических информационных моделей
Какая форма графической модели применима для отображения процессов
Назовите примеры материальных моделей

Задания

2. Создайте информационную модель молекулы воды по образцу (см. Приложение 1)

3. Определите объект моделирования, метод моделирования и цель:

4. Объясните различие моделей бабочки с точки зрения биолога, художника, рыболова, скульптора, фотографа:

Часы пробили восемь,
Сейчас затихнет дом.
Сейчас платок набросим
На клетку со щеглом.

Есть у меня дочка,
Ей скоро полгодочка,
Она лежит, не плачет,
Глаза от света прячет.
Чтоб у нас она спала,
Снимем лампу со стола.

Ходят тени по стене,
Будто птицы в тишине
Стаями летят.
Кошка сердится во сне
На своих котят.

Мы спать ложимся рано,
Сейчас закроем шторы,
Диваны-великаны
Теперь стоят как горы…
Баю-баюшки-баю,
Баю Машеньку мою.

6. Откройте презентацию (Приложение 2). Доработайте данную модель так, чтобы минутная стрелка выполняла полностью весь круг. Добавьте часовую стрелку.

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

Тип урока: урок изучения нового материала.

Цель урока: формирование представления о модели и моделировании.

Сформировать понятия модели и моделирования.

Познакомить учащихся с разнообразием форм представления информационных моделей.

Развивающая:

Развитие приемов умственной деятельности (обобщение, анализ, синтез, сравнение), памяти (лучше всего запоминается то, что связано с преодолением препятствия).

Воспитательная:

Развитие познавательных способностей учащихся, посредством рассмотрения разнообразных заданий по моделированию.

Натурная (материальная) модель.

Межпредметные связи: м ежпредметная интеграция достигается за счет использования задач с экономическим, математическим, физическим и т.д. содержанием.

Организационный момент (2 мин.).

Актуализация деятельности и постановка темы урока (5 мин.).

Изучение нового материала (23 мин.).

Подведение итогов урока (5 мин.).

Домашнее задание (2 мин.).

Учитель: Здравствуйте, ребята! Садитесь.

Актуализация деятельности. Постановка темы урока.

Учитель: Посмотрите на экран. Что представлено на слайде? (см. Слайд 1)

Учащиеся: Различные игрушки, графики, формулы и др.

Учитель: А каким одним словом можно объединить эти предметы?

Учитель: Да, верно. Скажите, как вы думаете, как называется процесс создания и изучения таких моделей?

Слайд 2. Тема урока

Изучение нового материала.

Слайд 3. Историческая справка

Учитель: Что послужило крушению корабля? Почему не поверили исследованиям ученого? Если бы все поверили В. Риду, несчастный случай удалось бы избежать? Каким образом?

Учащиеся: (отвечают на вопросы).

Учитель: В своей деятельности (научной, образовательной, технологической, художественной) человек постоянно создаёт и использует модели окружающего мира.

Например, в школе мы используем (см. Слайд 4):

в курсе географии – глобус, карты, модель солнечной системы;

в курсе физики – двигатель внутреннего сгорания, формулы;

в курсе химии – модели молекул и кристаллических решёток;

в курсе биологии – скелет и органы человека, животных, растений.

А что же такое модель?

Слайд 4. Модели, используемые в школе

Учитель: Я вам предлагаю найти точное определение модели (см. Слайд 5). На слайде находится набор слов. Попробуйте составить определение модели.

Учащиеся: (один учащийся выходит к доске, остальные помогают с места.) Формулируют определение.

Учитель: Итак, модель – это новый объект, который отражает существенные с точки зрения цели моделирования признаки изучаемого предмета, процесса или явления.

Учитель: А как вы думаете, почему возникает необходимость строить модель, а не исследовать сам оригинал?

Учитель: Давайте рассмотрим причины создания моделей, для этого выполним следующее задание:

Задание: определите для каждой модели причину ее создания (см. Слайд 6).

Оригинал либо очень велик, либо очень мал (модели: солнечной системы, глобуса, молекулы).

В реальном времени оригинал может уже не существовать или его нет в действительности (теория вымирания динозавров, теория гибели Атлантиды).

Оригинал может иметь много свойств и взаимосвязей. Чтобы глубоко изучить какое-то конкретное свойство, иногда полезно отказаться от менее существенных, вовсе не учитывая их (модели органов человека, животных).

Процесс протекает очень быстро или очень медленно (модель двигателя внутреннего сгорания, геологические модели).

Исследование объекта может привести к его разрушению (модель самолета или автомобиля).

Слайд 6. Причины создания моделей

Учитель: Молодцы, все справились с заданием. А теперь давайте подумаем: если имеется некоторый предмет, процесс или явление и по каким-либо причинам нам необходимо построить его модель, как мы назовем весь процесс создания и исследования созданной нами модели?

Учитель: Итак, моделирование - это метод познания, заключающийся в создании и исследовании моделей (см. Слайд 7).

Учитель: В процессе моделирования, важно помнить, что модель не является точной копией объекта-оригинала, она отражает только часть его свойств. Чем больше признаков отражает данная модель, тем она полнее. Однако отразить в модели все признаки объекта-оригинала невозможно, а чаще всего и не нужно. Поэтому можно создавать и использовать разные модели одного и того же объекта.

Учитель: Давайте выполним задание:

Задание: определить, по какому свойству создана модель объекта-оригинала (см. Слайд 8):

объект-оригинал: планета Земля

модели: мяч, глобус, геологическая модель, политическая карта.

свойства: форма, размер, внутренне строение, расположение материков, расположение стран.

Слайд 8. Свойства объекта-оригинала

Учитель: Молодцы, все справились с заданием. Итак, мы выяснили, что модели содержать существенные, с точки зрения цели моделирования признаки объекта-оригинала.

Все модели можно разбить на 2 большие класса: материальные (натурные) и информационные (см. Слайд 9).

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

Учитель: 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.

Слайд 9. Модели делятся на две группы

Учитель: А сейчас давайте поможем гостям нашей планеты найти свой космический корабль, а для этого нужно распределить модели(в руках у инопланетян) на 2 группы: материальные модели и информационные модели (см. Слайд 10).

Подведение итогов урока.

Учитель: Сегодня на уроке мы выяснили с вами: что называется моделью, и какие они бывают, а также выяснили, что такое моделирование. Сейчас я предлагаю вам пройти небольшой тест на закрепление материала, пройденного на уроке (см. Приложение 1).

Домашнее задание (см. Слайд 11).

Привести примеры объектов (явлений), для которых можно создать модели (записать следующим образом: объект-модель).

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

1. Босова Л. Л. Информатика. 9 класс: учебник /Л. Л. Босова, А. Ю. Босова. – 7-е изд. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2018. — 184 с.: ил.

2. Босова Л.Л. Информатика: методическое пособие для 7-9 классов/ Л.Л. Босова, А.Ю. Босова. – М.: БИНОМ, Лаборатория знаний , 2015. – 472 с.: ил.

3. Информатика. Программы для образовательных организаций. 2-11 классы/ составитель М. Н. Бородин. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2015. – 576 с.: ил. – (Программы и планирование).

Выявление этапов моделирования как метода научного познания.

Осуществление классификации моделей по разным основаниям.

Развивающие

Продолжить развитие монологической речи и общеучебных умений учащихся (сравнивать, анализировать, устанавливать причинно-следственные связи, устанавливать закономерности, выдвигать гипотезы и делать выводы).

Развивать коммуникативные умения, творческие способности учащихся, умения работать с различными источниками информации.

Развивать познавательную активность учащихся, создавая на уроке эмоциональные и мотивационные ситуации.

Воспитательные

Продолжить формирование научного мировоззрения, а также понимания того, что информационная культура – обязательный элемент культуры, необходимый каждому человеку.

Продолжить формирование умений: а) общаться в коллективе; б) осуществлять самооценку и самоконтроль.

Урок усвоения новых знаний

Оборудование

Персональный компьютер, интерактивная доска, мультимедийный проектор, колонки, рабочие листы, раздаточный материал. Глобус, модель молекулы ДНК, модель кристаллической решетки, модели игрушек

I. Организационный этап

Здравствуйте, ребята! Садитесь.

На перемене звучала музыка.

II. Постановка цели и задач урока. Мотивация учебной деятельности

Как вы думаете, на каком музыкальном инструменте она была исполнена? (ответы). На этом инструменте играют, не касаясь его.

Если угадали.

Молодцы. Вы читали о таком инструменте. То есть, знания вы получили, руководствуясь разумом.

Отвечая на этот вопрос, вы руководствовались своими чувствами.

Этот музыкальный инструмент называется терменвокс - первый электроинструмент, созданный 95 лет назад, и его виртуальный аналог я сейчас держу в руках (мобильное приложение для смартфона может издавать аналогичные звуки).

Видео "Терменвокс"

Сейчас, отвечая на этот вопрос кто-то из вас руководствовался чувствами (вы слышали и вам казалось, что это …), а кто-то четко понимал, что где-то он слышал этот звук и точно знает название инструмента. Т. е., отвечая на вопрос, вы руководствовались разумом. И действительно, сушествует два способа познания мира. Одни люди познают мир чувствами, другие – разумом.

К концу 18 века сложилась странная ситуация: знаний человечеством накоплено много, а откуда эти знания - неизвестно.

Кант предполагал, что способность, из которой вырастают и чувства, и разум есть способность к воображению. Я предлагаю вам сейчас немного по-воображать. Закройте глаза.

Можете себе представить собаку? Какая она у тебя? (ответы учащихся)

А дом? (ответы учащихся)

Но ведь таких объектов как собака вообще или дом вообще в природе не бывает. Однако с таких условных предметов и начинается человеческое познание.

Предлагаю просмотреть фрагмент мультфильма, созданного в 1983 году Га́рри Ба́рдиным. После просмотра ответьте на вопрос: О чем этот сюжет? Мультфильм Гарри Бардина "Конфликт" (начало)

(ответы) Почему вы так решили? (указать признаки конфликта). Актуально ли это для общества людей? Примеры. Из сюжета про спички, вы сейчас перешли к ситуации, которая может происходить в обществе людей, хотя люди при этом не были показаны. Как может называться такой метод переноса реальных событий (или объектов) в некий шаблон, с использованием заменяющих их прототипов?

Какой метод познания позволил сделать перенос на отношения между людьми? Моделирование

Это и будет темой нашего урока. Запишите ее в рабочий лист

Моделирование как метод познания

Предложите учебные цели на этот урок.

изучить понятия "модель", "моделирование",

выделить этапы моделирования,

После того, как определили познавательные цели урока, я предлагаю вам выбрать и подчеркнуть в рабочих листах личностные цели и задачи, которые бы вы хотели реализовать в ходе урока каждый индивидуально. (Слайд 7)

III. Актуализация знаний

На уроке нам предстоит провести мини-исследования и доказать несколько гипотез.

В жизни, при изучении других наук вы уже встречались с понятием модели. Назовите известные вам модели.

(Математический и физический маятник, чертежи, карты, система координат, математические модели при решении задач, литературное моделирование и др., материальная точка (и Земной шар и молекула)

Проблемный вопрос: Зачем нужны модели?

Выясним, почему возникла необходимость в создании моделей?

(Слайд 8) Предлагаю ответить на этот вопрос, работая в группах.

Выберите руководителя группы, который будет отвечать. Время для работы - 2 минуты.

1 группа (Динозавры) 1

Исследовать оригинал невозможно

2 группа (ядерный взрыв) 4

Исследовать оригинал опасно

3 группа (модель солнечной системы) 3

Исследовать оригинал сложно

4 группа (Виртуальные музеи) 2

Исследовать оригинал дорого

Мы с вами рассмотрели назначение моделей.

4. Основной этап

Работа с определением

В ходе урока мы будем составлять опорную схему изучаемой темы. (Слайд 10) Введем определение модели. (сформулировать сам-но).

(Слайд 11) Авторы разных учебников информатики предлагают следующие определения: Модель (лат. modulus – мера, образец)- это такой новый объект, создаваемый человеком, который отражает существенные черты изучаемого объекта и заменяет его во время исследования. Модель создается человеком в процессе познания окружающего мира и отражает существенные с точки зрения цели проводимого исследования свойства и признаки изучаемого объекта, явления или процесса (оригинала).

Исходя из предложенных вариантов, давайте выделим в тексте слова, без которых данное определение потеряет смысл. Заполним нашу схему. (1. Новый объект, 2. Существенные признаки оригинала, 3. Цели проводимого исследования или визуализации).

Моделирование - это метод познания, состоящий в создании модели и, при необходимости, ее исследовании.

Дополним нашу схему этапами создания модели. (постановка цели, выделение существенных признаков и создание модели)

Проведем мини-исследование соответствия количества моделей и количества оригиналов. Недавно вы назвали модели, с которыми вам приходилось сталкиваться в жизни или при изучении каких-то предметов. А есть ли среди них такие, которые являются моделями для разных оригиналов?

Для познания мира человеком создано много ИДЕАЛЬНЫХ моделей (материальная точка, идеальный газ, атом и т.д.), каждая из которых подходят для РАЗНЫХ оригиналов. Примеры указаны в ваших рабочих листах. Постарайтесь привести примеры реальных объектов-оригиналов хотя бы для одной модели. (Например, материальная точка может быть моделью и Земного шара и человека). Получилось?

Зачем одному оригиналу несколько моделей?

(Слайд 15) Посмотрите на слайд. Что там изображено? Это модели одного и того же объекта – самолета.

(Слайд 17) Все модели можно разбить на несколько классов:

По назначению: учебные, исследовательские, научно-технические, игровые, имитационные; по фактору времени: статичные и динамичные; в соответствии со сферой применения: социальные, исторические, экологические, экономические, биологические и др.; по способу представления: материальные (предметные) и информационные.

Остановимся более подробно на классификаций моделей по способу представления. Все модели делятся на материальные и информационные, которые включают в себя знаковые и вербальные (представленные на естественном языке, включая модели поведения человека). Знаковые модели могут быть представлены в форме таблиц, схем, рисунков, фотографий, формул, логических выражений, специальных символов.

Первичное усвоение новых знаний

Определите, какие из следующих моделей материальные, а какие информационные.

В ваших раздаточных материалах заполните таблицу примерами моделей в соответствии с ее видом.

(Слайд 18) Проверка правильности заполнения таблицы после проговаривания.

Владеть различными средствами самоконтроля с учетом специфики изучаемого предмета

Самостоятельно оценивать свою учебную деятельность посредством сравнения с деятельностью других учеников, с собственной деятельностью в прошлом, с установленными нормами

Регулятивные:

1. Определять индивидуально и коллективно учебные задачи для индивидуальной и коллективной деятельности 2. Формулировать гипотезу по решению проблем

Различать объем и содержание понятий, т.е. определяемые объекты и совокупность их существенных признаков

Определять для решения проблем новую функцию объекта, т.е. устанавливать новое значение, роль, обязанность, сферу деятельности

Познавательные:

1. Использовать, исходя из учебной задачи, различные виды моделирования

2. Осуществлять качественное и количественное описание компонентов объекта

3. Осуществлять прямое индуктивное доказательство, т.е. непосредственно выводить истинность общего тезиса из аргументов, являющихся менее общими суждениями

Коммуникативные:

1. Определять наиболее рациональную последовательность действий по коллективному выполнению учебной задачи

2. Определять аспект анализа и синтеза, т.е. устанавливать точку зрения, с которой будут определяться существенные признаки изучаемого объекта

4. Осуществлять опровержение аргументов

Урок усвоения новых знаний

Оборудование

Умная перемена

ЭТО ИТНЕРЕНСО!

По рзелульаттам илссеовадний одонго анлигйсокго унвиертисета, не иеемт занчнеия, в кокам пряокде рсапожолены бкувы в солве. Галвоне, чотбы преавя и пслоендяя бквуы блыи на мсете. Осатьлыне бкувы мгоут селдовтаь в плоонм бсепордяке, все-рвано ткест чтаитсея без побрелм.

Не сомневаемся, что вы легко прочитали данный текст, почти каждое слово которого написано с ошибками. Проанализируйте, как вы это сделали – опишите в терминах информатики процесс получения вами информации и алгоритм ее распознавания.

Можно ли такой алгоритм реализовать в программной среде? Обоснуйте свой ответ.

I. Организационный этап

II. Постановка цели и задач урока. Мотивация учебная деятельность

Как вы думаете на каком музыкальном инструменте он исполнен?

Если угадали.

Молодцы. Вы читали о таком инструменте как терменвокс. То есть, знания вы получили, руководствуясь разумом.

Отвечая на этот вопрос, вы руководствовались своими чувствами.

У меня в руках виртуальный аналог терменвокса (мобильное приложение для смартфона), первого электроинструмента, созданного 95 лет назад.

Видео "Терменвокс"

(СЛ 3) В 1922 году этот инструмент был показан Владимиру Ильичу Ленину. Терменвокс стал прообразом бесконтактной сигнализации.

В философии во все времена было два подхода к вопросу о том, как человек познает окружающий мир: одни считали, что мы познаем мир чувствами, другие - разумом. К концу 18 века сложилась странная ситуация: знаний человечеством накоплено много, а откуда эти знания - неизвестно.

Кант предполагал, что способность, из которой вырастают и чувства и разум есть способность к воображению.

Можете себе представить собаку? Какая она у тебя? А дом? Но ведь таких объектов как собака вообще или дом вообще в природе не бывает. Однако с таких условных предметов и начинается человеческое познание.

Мультфильм Гарри Бардина "Конфликт" (начало)

Каково ваше мнение?

Конфликт спичек начинается из-за пустяка. Они решают, в какую сторону открывать коробку. Актуально ли это для нас?

Но в мультфильме продемонстрирована ситуация между спичками.

Какой метод познания позволил сделать перенос на отношения между людьми? Это твое мнение. Спасибо. Предлагаю вам расшифровать код который указан на слайде. Моделирование

Это и будет темой нашего урока. Запишите ее в рабочий лист

Моделирование как метод познания

Определите цель урока.

изучить понятия "модель", "моделирование"

выделить этапы моделирования

проверить знания по данной теме.

Сверьте свой ответ со слайдом.

Из предложенного списка выберите задачи урока, которые вы ставите перед собой. Запишите в рабочих листах.

III. Актуализация знаний

На уроке нам предстоит провести мини-исследование соответствия количества моделей и количества оригиналов.

Для познания мира человеком создано много ИДЕАЛЬНЫХ моделей (материальная точка, идеальный газ и т.д.), каждая из которых подходят для РАЗНЫХ оригиналов. Например, материальная точка может быть моделью и Земного шара и человека.

Отметьте в рабочих листах в первом пункте исследования, что данную гипотезу мы подтвердили.

Блок 2. Зачем нужны модели?

Продолжим работу. Выясним, почему возникла необходимость в создании моделей?

Предлагаю ответить на этот вопрос, работая в четырех группах.

Выберите руководителя группы, который будет отвечать. Под таблицей перечень моделей. Распределите их на материальные и информационные в рабочих листах. Одного вызываю к доске. Время для работы - 2 минуты. Звучит музыка, дети выполняют работу в группах

1 группа (Динозавры)

Исследовать оригинал невозможно

3 группа (Краш-тесты)

Исследовать оригинал опасно

4 группа (Солнечная система)

Исследовать оригинал сложно

2 группа (Виртуальные музеи)

Исследовать оригинал дорого (последние)

Оцените себя. Если вы выполнили задание верно поставьте плюс, если были затруднения минус.

Мы с вами начали составлять опорную схему по теме урока и рассмотрели назначение моделей.

Модель (лат. modulus – мера, образец)- это такой новый объект, который отражает существенные с точки зрения цели проводимого исследования признаки изучаемого объекта, явления или процесса (оригинала).

Выделите в тексте слова, без которых данное определение потеряет смысл.

1. Цели проводимого исследования

2. Существенные признаки

Какова должна быть последовательность действий при создании моделей?

Моделирование - это метод познания, состоящий в ___________ создании и исследовании МОДЕЛЕЙ.

Наша схема пополнилась определением, целью и выделением существенных признаков. Оцените свою работу.

Блок 3. Существенные признаки (свойства), цели исследования

Что изображено на слайде? Это модели одного и того же объекта – самолета.

Зачем одному оригиналу несколько моделей? Чем она отличаются?

Дополним схему способами построение моделей.

Существующие классификации моделей отличаются разными основаниями.

Остановимся более подробно на одной из них. Все модели делятся на материальные и информационные, который включают в себя знаковые и вербальные.

IV. Первичное усвоение новых знаний

Определите, какие из следующих моделей материальные, а какие информационные.

В ваших рабочих листах покажите стрелки соответствия указанной модели и ее вида.

Читайте также: