Знаковые информационные модели конспект 6 класс
Обновлено: 05.07.2024
Сайт учителя информатики. Технологические карты уроков, Подготовка к ОГЭ и ЕГЭ, полезный материал и многое другое.
§ 10. Знаковые информационные модели
ИНФОРМАТИКА. 6 КЛАССА. БОСОВА Л.Л. ОГЛАВЛЕНИЕ
Ключевые слова:
• словесное описание
• художественное описание
• научное описание
• математическая модель
Словесные описания
Широко распространённой разновидностью знаковых информационных моделей являются словесные описания. Множество словесных описаний содержится в ваших школьных учебниках: в учебнике истории представлены модели исторических событий; в учебнике географии — модели географических объектов и природных процессов; в учебнике биологии — модели объектов животного и растительного мира.
В словесных описаниях ситуации, события, процессы приводятся на естественном языке (русском, английском, немецком и др. — всего на нашей планете более двух тысяч языков).
Словесные описания весьма разнообразны, они могут быть выполнены в разных стилях. Прежде всего, различают разговорный и книжный стили. Книжный стиль имеет такие разновидности как научный, официально-деловой, публицистический, художественный.
Научные описания
Научный стиль используется для передачи точной научной информации. Наиболее важными качествами научного стиля являются логичность и чёткость изложения. В текстах научного стиля присутствует большое количество слов-профессионализмов.
Рассмотрим несколько примеров словесных моделей — научных описаний, содержащихся в ваших школьных учебниках.
Пример 1. Модель римского войска
| Перед боем римляне строились не сплошной массой, а в три линии, каждая из которых состояла из десяти отрядов. В первой линии стояли юноши призывного возраста, во второй — воины постарше и покрепче, а в третьей — самые надёжные, чьё мужество не раз было испытано на деле.Первыми вступали в бой юные воины. Если консул видел, что они не могут одолеть врага, он приказывал им отступать в промежутки между отрядами второй линии. Бой принимали воины из этих отрядов. Но если и они не добивались успеха, то шаг за шагом отступали к третьей линии.Воины этой линии, пропустив отступающих в промежутки между своими отрядами, смыкали строй и нападали на врага единой сплошной стеной.В рукопашной схватке короткие мечи легионеров были страшным оружием. Конница во время боя защищала пехоту с флангов, а при победе преследовала разбитого противника. У римлян были метательные машины и другие орудия для осады крепостей. |
Пример 2. Модель одноклеточной водоросли хламидомонады
| Тело одноклеточной водоросли хламидомонады имеет все части клетки: оболочку, цитоплазму, ядро, вакуоли, хлоропласт с хлорофиллом и другие органоиды. Вместе с этим у неё есть структуры, свойственные живому организму: жгутики, благодаря которым хламидомонада активно передвигается в водной среде; маленькое красное пятно — глазок в передней части тела, с помощью которого водоросль активно движется в сторону света; две пульсирующие вакуоли, удаляющие из клетки избыточную воду и ненужные вещества.Водоросль питается, дышит, растёт, двигается, размножается, развивается как всякий организм. Вместе с тем её тельце работает как маленькая химическая фабрика, совершая все процессы, свойственные фототрофной клетке. |
Художественные описания
Произведения художественной литературы — это тоже модели, так как они фиксируют внимание читателя на определённых сторонах человеческой жизни. Анализируя литературное произведение, вы выделяете в нём объекты и их свойства, отношения между героями, связи между событиями, проводите параллели с другими произведениями и т. п.
Самое непосредственное отношение к понятию модели имеет такой литературный жанр, как басня. Смысл этого жанра состоит в переносе отношений между людьми на отношения между вымышленными персонажами, например животными.
Пример 3.
Кипя, Шипя, Журча, Ворча, Струясь, Крутясь, Сливаясь, Вздымаясь, Вздуваясь, Мелькая, шурша, Резвясь и спеша, Скользя, обнимаясь, Делясь и встречаясь, Ласкаясь, бунтуя, летя, Играя, дробясь, шелестя, Блистая, взлетая, шатаясь, Сплетаясь, звеня, клокоча, Взвиваясь, вертясь, грохоча, Морщинясь, волнуясь, катаясь, Бросаясь, меняясь, воркуя, шумя, Взметаясь и пенясь, ликуя, гремя, Дрожа, разливаясь, смеясь и болтая, Катясь, извиваясь, стремясь, вырастая, Вперёд и вперёд убегая в свободолюбивом задоре — так падают бурные воды в сверкающем быстром Лодоре! |
Обратите внимание на важные особенности естественного языка:
* многозначность — разные значения одного многозначного слова сохраняют некоторую общность в толковании их смысла;
* использование слов в прямом и переносном значениях (прямое значение слова переносят на другой предмет);
* синонимия — наличие близких по значению, но разных по звучанию слов;
* омонимия — наличие слов, одинаково пишущихся, но имеющих различное значение и т. д.
Математические модели
Основным языком информационного моделирования в науке является язык математики.
Модели, построенные с использованием математических понятий и формул, называются математическими моделями.
Пример 4
Рассмотрим текст небольшой заметки из школьной стенгазеты:
Этот текст можно рассматривать как словесную модель бассейна. Попробуем решить содержащуюся в заметке задачу: узнаем, за сколько часов бассейн наполнится водой через обе трубы.
Если отбросить информацию, несущественную с точки зрения поставленной задачи, то условие задачи можно сформулировать так:
| Через первую трубу бассейн наполняется водой за 30 часов, через вторую трубу — за 20 часов. За сколько часов наполнится бассейн, если вода будет поступать через обе трубы одновременно? |
Попробуем решить задачу в общем виде, обозначив время заполнения бассейна через первую и вторую трубы — через А и В соответственно. Примем за 1 весь объём бассейна, искомое время обозначим через t.
Так как через первую трубу бассейн наполняется за А часов, то 1 /А — часть бассейна, наполняемая первой трубой за 1 час; 1 /В — часть бассейна, наполняемая второй трубой за 1 час.
Следовательно, скорость наполнения бассейна первой и второй трубами вместе составит: 1 /А + 1 /В.
Можем записать (1):
Мы получили математическую модель, описывающую процесс наполнения бассейна из двух труб.
Преобразуем выражение в скобках:
Формула (1) примет вид:
Теперь искомое время может быть вычислено по формуле (2):
Несложно подсчитать, что при исходных данных А = 30 и В = 20 искомое время равно 12 часам.
Пример 5
На шоссе расположены пункты А и В, удалённые друг от друга на 20 км. Мотоциклист выехал из пункта В в направлении, противоположном пункту А, со скоростью 50 км/ч (рис. 31).
Составим математическую модель, описывающую положение мотоциклиста относительно пункта А через t часов. За t часов мотоциклист проедет 50t км и будет находиться от А на расстоянии 50t км + 20 км. Если обозначить буквой s расстояние (в километрах) мотоциклиста до пункта А, то зависимость этого расстояния от времени движения можно выразить формулой .
Вопросы и задания
1. В каком из примеров параграфа использовано больше всего слов-профессионализмов?
4. Воспользовавшись моделью, построенной в примере 6, определите, за сколько часов бассейн может быть наполнен через первую трубу, если через вторую он заполняется за 24 часа, а через первую и вторую вместе — за 8 часов.
5. Постройте математические модели для приведёных ниже задач. Какой вы можете сделать вывод на основании полученных моделей?
а) Первая бригада может выполнить задание за А дней, а вторая — за Б дней. За сколько дней обе бригады выполнят задание, работая вместе?
б) Два велосипедиста одновременно направились навстречу друг другу из двух сёл. Первый мог бы проехать расстояние между сёлами за А минут, второй — за В минут. Через сколько минут они встретятся?
- развитие аналитико-синтезирующего мышления, формирование умений наблюдать, делать выводы, развитие находчивости, умения преодолевать трудности для достижения намеченной цели.
Воспитательные:
- воспитание положительного отношения к знаниям, привитие интереса к Информатике, формирование навыков самоорганизации и самоконтроля.
Тип урока: комбинированный.
Оборудование: интерактивная доска, ПК,
Программное обеспечение: ОС Windows, Power Point.
Дидактический материал: карточки с практической работой, рабочая тетрадь.
Планируемые образовательные результаты:
Предметные:
- владение знаково-символическими действиями.
Метапредметные:
- умение смыслового чтения, извлечения необходимой информации, определения основной и второстепенной информации;
- ИКТ-компетентность (основные пользовательские навыки, умение владеть инструментарием MS Word для работы с изображениями).
Личностные:
- способность увязывать учебное содержание с собственным жизненным опытом;
- способность понять значение информационного моделирования как метода познания окружающей действительности.
Поприветствовать учащихся, проверить готовность к уроку, произвести перекличку.
2. Актуализация знаний. Объявление темы занятия. Определение задач.
-Что такое объект?
-Как человек познает окружающий мир?
-Как вы думаете, почему у нас на уроке сегодня появился глобус?
-Вы познакомились с глобусом еще в начальной школе. А сейчас используете его на уроках географии. Расскажите, что именно вы изучаете с помощью этого объекта?
-Можно ли сказать, что глобус и земной шар - это одно и то же?
-Вы уже поняли, что глобус - это не просто объект, а заместитель реального предмета. Глобус отражает лишь некоторые свойства земного шара и может помочь нам в познании окружающего мира. Вы догадались, о чем сегодня пойдет речь?
Формирование новых знаний и способов действий.
Модели объектов и их назначение
Стремясь познать объекты окружающего мира, человек взаимодействует с существующими объектами и создаёт новые объекты.
Например, в разговоре мы замещаем реальные объекты их именами, оформители витрин используют манекен — модель человеческой фигуры, конструкторы строят модели самолётов и автомобилей, а архитекторы — макеты зданий, мостов и парков. Моделью является любое наглядное пособие, используемое на уроках в школе: глобус, муляж, карта, схема, таблица и т. п.
Что общего у всех моделей? Какими свойствами они обладают? Во-первых, модель не является точной копией объекта-оригинала: она отражает только часть его свойств, отношений и особенностей поведения. Например, на манекен можно надеть костюм, но с ним нельзя поговорить. Модель автомобиля может быть без мотора, а макет дома — без электропроводки и водопровода.
Во-вторых, поскольку любая модель всегда отражает только часть признаков оригинала, то можно создавать и использовать разные модели одного и того же объекта. Например: мяч может воспроизвести только одно свойство Земли — её форму; обычный глобус отражает, кроме того, расположение материков; а глобус, входящий в состав действующей модели Солнечной системы, — ещё и траекторию движения Земли вокруг Солнца.
Чем больше признаков объекта отражает модель, тем она полнее. Однако отразить в модели все свойства объекта-оригинала невозможно, а чаще всего и не нужно. Ведь при создании модели человек, как правило, преследует вполне определенную цель и стремится наиболее полно отразить только те признаки объектов, которые кажутся ему важными, существенными для реализации этой цели. Если, например, модель самолёта создается для коллекции, то в ней воспроизводится внешний вид самолета, а не его лётные характеристики.
От цели моделирования зависят требования к модели: какие именно признаки объекта-оригинала она должна отражать.
Отразить в модели признаки оригинала можно одним из двух способов.
Во-первых, признаки можно скопировать, воспроизвести. Такую модель называют натурной (материальной). Примерами натурных моделей являются муляжи и макеты — уменьшенные или увеличенные копии, воспроизводящие внешний вид объекта моделирования (глобус), его структуру (модель Солнечной системы) или поведение (радиоуправляемая модель автомобиля).
Во-вторых, признаки оригинала можно описать на одном из языков кодирования информации — дать словесное описание, привести формулу, схему или чертёж. Такую модель называют информационной.
Модели используются человеком для:
- представления материальных предметов (макет застройки жилого района в мастерской архитектора);
- объяснения известных фактов (макет скелета человека в кабинете биологии);
- проверки гипотез и получения новых знаний об исследуемых объектах (модель полёта самолёта новой конструкции в аэродинамической трубе);
- прогнозирования (сделанные из космоса фотоснимки движения воздушных масс);
- управления (расписание движения поездов) и т. д.
Разнообразие информационных моделей
Объект-оригинал можно заменить набором его признаков.
Набор признаков, содержащий всю необходимую информацию об исследуемом объекте или процессе, называют информационной моделью.
В таблице приведён пример информационной модели дачного дома — карточки из каталога, по которому заказчик строительной компании может выбрать подходящий проект. Каждая карточка в каталоге содержит величины и их значения, определяющие свойства дома.
Информационные модели представляют объекты и процессы в образной или знаковой форме. По способу представления различают следующие виды информационных моделей:
Образные информационные модели (рисунки, фотографии и др.) представляют собой зрительные образы объектов, зафиксированные на каком-либо носителе информации (например, на бумаге).
Много информации дают специалистам полученные со спутников фотографии поверхности Земли.
Широко используются образные информационные модели в образовании (иллюстрации в учебниках, учебные плакаты по различным предметам) и науках, где требуется классификация объектов по их внешним признакам (в ботанике, биологии, палеонтологии и др.).
Знаковая информационная модель может быть представлена в форме текста на естественном языке, формулы (например, площади прямоугольника S = A x B) или программы на специальном языке программирования и т. д.
В смешанных информационных моделях одновременно используются образные и знаковые элементы.
Примерами смешанных информационных моделей могут служить географические карты, графики, диаграммы и пр.
Выполнение заданий на интерактивной доске
По горизонтали
2. Процесс создания и использования модели.
3. Модели, представляемые в форме текста на естественном языке, формулы или программы на специальном языке программирования.
6. Модели, представляющие собой зрительные образы объектов, зафиксированные на каком-либо носителе информации.
8. Набор признаков, содержащий всю необходимую информацию об исследуемом объекте.
По вертикали
1. Информационные модели, в которых одновременно используются и образные, и знаковые элементы.
4. Модели, представляющие собой реальные предметы, в уменьшенном или увеличенном виде воспроизводящие внешний вид, структуру или поведение объекта моделирования.
5. Исходный объект, для которого создаётся модель-заместитель.
7. Объект-заместитель.
Выполнение практической работы.
Откройте в текстовом процессоре файл Мебель.docx из папки Заготовки, используя имеющиеся в нем объекты, изобразите план кабинета информатики.
Работая с объектами, применяйте операции Копировать, Переместить, Преобразовать, Повернуть, Отразить, Группировать, Вставить.
Сохраните результат работы в своей личной папке в файле под именем Кабинет_информатики.
Самое главное:
Модель не является точной копией объекта-оригинала.
Можно создавать и использовать разные модели одного объекта.
Процесс создания и использования модели называют моделированием.
Натурные модели – реальные предметы, в уменьшенном или увеличенном виде, воспроизводящие внешний вид, структуру или поведение объекта моделирования.
Набор признаков, содержащий всю необходимую информацию об исследуемых объектах и процессах, называют информационной моделью.
личностные – способность увязать учебное содержание с собственным жизненным опытом, понять значение информационного моделирования как метода познания окружающей действительности.
Решаемые учебные задачи:
расширить представление о моделях и моделирование;
сформировать представление о словесных описаниях как информационных моделях;
Планируемые учебные результаты:
Предметные: развитие представления о о знаковых словесных информационных моделях;;
Метапредметные: формирование владения знаково-символическими действиями; умения осознанно и произвольно строить речевое высказывание в устной и письменной форме;
личностные: формирование способности увязать учебное содержание с собственным жизненным опытом, понять значение информационного моделирования как метода познания окружающей действительности.
Решаемые учебные задачи: расширить представление о моделях и моделировании; сформировать представление о словесных описаниях как информационных моделях; выявить различия в научных и художественных описаниях; научить школьников составлять словесные описания.
Данная разработка является частью комплекса: Полный комплекс.
Читайте также: