План урока компьютерные модели различных процессов

Обновлено: 05.07.2024

Урок предназначен для учеников 11 класса. Информатика. Используемые современные образовательные технологии: проблемная технология, исследовательская технология, компьютерная технология, здоровьесберегающая технология. Содержатся инструкции для работы в группах.

Вложение	Размер
КОНСПЕКТ УРОКА 11 КЛАСС. ИНФОРМАТИКА	75 КБ
ИНСТРУКЦИЯ ДЛЯ РАБОТЫ 1- ой ГРУППЕ	23.5 КБ
ИНСТРУКЦИЯ ДЛЯ РАБОТЫ 2-ой ГРУППЕ	25 КБ
ИНСТРУКЦИЯ ДЛЯ РАБОТЫ 3-ой ГРУППЕ	25.5 КБ
ИНСТРУКЦИЯ ДЛЯ РАБОТЫ 4-ой ГРУППЕ	470 КБ

Предварительный просмотр:

Открытый интегрированный урок

в 11 классе математика и информатика

Методическая разработка интегрированного урока

Учитель: Васильева Людмила Валентиновна

Предмет: Информатика и математика

Тема: Математическое и компьютерное моделирование

Продолжительность занятия: 45 мин

Образовательное учреждение: МБОУ СОШ №155

презентация из 77 слайдов (среда POWER POINT);
SMART приложение

проектор, экран, ноутбук, интерактивная доска, компьютеры, раздаточный материал.

MS Office – PowerPoint, Excel, SMART.

комплект карточек с задачами;
буклет

вооружить учащихся знаниями основных понятий по теме;

закрепить практические навыки по составлению моделей в электронных таблицах;
организовать деятельность учащихся по созданию компьютерной модели в электронных таблицах для практического использования в различных жизненных ситуациях.

формировать межпредметную связь;
расширить мировоззрение и кругозор учащихся;
развивать аналитические способности, внимание, мышление.

способствовать обогащению внутреннего мира учащихся;
воспитывать чувство патриотизма;
воспитать устойчивый интерес к изучению информатики

Тип урока: усвоение новых знаний.

Современные образовательные технологии:

- з доровьесберегающие технология;

информационный (словесный);
наглядно - иллюстративный;
практический

Формы организации учебной деятельности:

беседа;
практическая работа с комментариями учителя;
самостоятельная практическая работа с раздаточным материалом;
моделирование;
исследование.

I. Организационная часть

Приветствие. Учитель: Здравствуйте, ребята! Я думаю, что у вас, ребята, хорошее настроение, и мы с вами успешно поработаем

II. Постановка темы, задач урока. Мотивация. Актуализация знаний учебной деятельности

Учитель : Сегодня за окном зима. Вы любите это время года? С чем у вас ассоциируется зима? (Ответы учеников).

Вот и я люблю зиму. А особенно, когда тихо падает снег. Однажды, гуляя в такой день в парке, на мою ладошку падали снежинки. Они были мелкие и крупные. За определенный промежуток времени на моей ладони их всего стало 17. А вот мелких снежинок на 5 меньше, чем крупных.

Я предлагаю вам, ребята, решить задачу, узнать, сколько крупных и мелких снежинок выпало на мою ладонь. С чего начнем?

Актуализация знаний учебной деятельности

Учитель: У каждого из вас есть текст, прочитайте, и скажите, какие есть предложения по решению задачи? (Ребята предлагают одно решение, составляя уравнение к задаче )

Как иначе можно решить задачу? (Ребята предлагают другое решение, составляя систему уравнений к задаче).

Вы предложили 2 способа решения задачи, один – составлением уравнения. А другой – составлением системы двух уравнений.

Такие математические представления реальности, позволяющие прийти к решению задачи, называются математическими моделями. А значит, уравнение и система уравнений – есть математические модели к решению задачи.

А что ещё можно отнести к математическим моделям? ( Ребята предлагают свои идеи)

К математическим моделям также относятся формулы, неравенства, системы неравенств, геометрические фигуры.

Ребята, а как будет называться процесс получения таких моделей? (математическое моделирование)

Да, математическое моделирование.

Моделирование является одним из способов изучения окружающей действительности.

И главным является умение составлять модели.

Модели могут быть записаны аналитически (формулами) и графически.

Между аналитическими и графическими моделями всегда можно установить соответствие.

Предлагаю задание это сделать. (Ребята идут к интерактивной доске и выполняют задание на соответствие). SMART приложение.

Постановка (темы), задач урока.

Вернемся в парк, где я гуляла. Поднялся ветер! Подхватил снежинки с моей ладони и закружил, поднимая их вверх. Формулы для описания их движения очень сложные. Одна из них – перед вами. У=-5хsinх +2Х 2

Сможем ли мы теперь легко найти соответствующий данной формуле график? И построить

А быстро, легко это будет сделать? (Сложно и долго)

Поэтому нам нужны новые современные технологии. Какие? ( компьютерные)

То есть мы можем применить компьютерное моделирование.

В настоящее время компьютерное моделирование мощным потоком влилось почти во все сферы нашей жизни.

В каких программах можно моделировать на компьютере? (Ребята перечисляют несколько программ, в каждой программе можно построить любую информационную модель)

MS Excel является гибким инструментом для компьютерного моделирования. MS Excel является мощным вычислительным инструментом, позволяющим производить простые и сложные расчеты в различных областях человеческой деятельности. В данной программе можно строить графики функций, круговые и столбчатые диаграммы, делать сложные расчеты.

Лист в данной программе разбит на что? (Ячейки) У каждой ячейки есть что? (Адрес) Он состоит из чего? (Буквы и числа) Как правильно вводятся формулы в ячейки? (С помощью знака равно и на английском языке)

III. Освоение нового материала (через выдвижение гипотез и анализ результатов исследования моделей). Практическая работа.

Рассмотрим схему этапов моделирования. Предлагаю выйти к доске и распределить порядок этапов моделирования. (Ученики выполняют задание на интерактивной доске SMART, проектируя этапы моделирования )

Итак, начнем вместе изучать полёт снежинок с помощью компьютерного моделирования.

Кто-нибудь может предположить какая будет траектория?

Открыли программу Microsoft Excel. Будем совместно моделировать. Если нужно учителю повторить, поднимаем красную карточку, которая будет сигналом – стоп.

Далее учитель по слайдам объясняет алгоритм построения модели на компьютере.

Получили компьютерную модель полета снежинок.

Мне удалось пронаблюдать полет снежинок только 25 секунд. Но компьютерное моделирование позволяет не только построить модель, но и провести исследование на любых промежутках времени. Давайте, исследуем поведение снежинок далее, например, за 48 секунд. Оказывается, траектория движения снежинок повторяется и это не случайно!!

Также повторение мы часто наблюдаем в живой природе. Судите сами!! Посмотрите фильм.

(ФИЛЬМ о фракталах в природе)

Далее учитель с помощью презентации рассказывает о фракталах

(определение, о первооткрывателе).

Демонстрирует с помощью слайдов виды фракталов.

Изучая фракталы, ученые составляют математические модели – формулы. Эти формулы сложны, но с помощью компьютерного моделирования мы их можем увидеть в виде красивых фигур. Вам хотелось бы смоделировать фракталы на компьютере?

Этап самостоятельной практической работы по парам.

Я вам предлагаю смоделировать на компьютере фракталы.

Закроем один ноутбук.
Разобьемся на пары.
Сядем за один ноутбук.
Получаем инструкцию.
Выполняем.

Учитель раздаёт задания с инструкциями

по построению фракталов и листом отчета.

Итак, ребята моделируют фракталы, а на экране идет автоматический показ слайдов - фракталов под фрактальную музыку.

Как группы будут готовы, сигналами служат – зеленые карточки, поднимите их вверх. Заполните листы отчета, подумайте над дополнительным (исследовательским) заданием, если у вас останется время.

Группы все справились с работой. Построили модель фрактала .

Вам понравилось моделировать фракталы? ( Ответы учеников)

Этап анализирования результатов. Рефлексия

От группы выходит ученик с заполненным листом отчета и рассказывает о построенной компьютерной модели. (Ребята выходят и показывают свою работу, рассказывая, как это делали).

Что понравилось? Какие трудности? Были ли неожиданности? (Ответы учеников)

Этап подведения итогов

Я рада, что у вас получилось и хочу сказать, что наука, изучающая фракталы, молодая. И может быть вы, выпускники, будете изучать их, потому что фракталы применяются широко. А где? Посмотрите на экран.

Учитель демонстрирует слайды о применении фракталов.

Ребята, а вы помните, с чего начинался урок? (со снежинок)

Как вы считаете, снежинка обладает фрактальными свойствами? (Да)

Да, снежинка также фрактал. Вспомните, как мы её рисуем, вырезаем, она состоит из самоподобных частей. (Учитель показывает фрактальную снежинку – модель фрактала).

Увидеть удивительный и сложный мир природы фракталов нам сегодня помогли знания математического и компьютерного моделирования.

Ребята, вы убедились, что можно моделировать на компьютере реальные процессы, явления (траектории) и объекты (фракталы). (Да)

Значит, цель достигнута, задачи решены.

Но компьютерным моделированием занимались не только вы. Я тоже применила компьютерное моделирование, подготовив для вас буклет – компьютерную модель сегодняшнего урока.

Моделирование – это процесс исследования объекта познания на его модели.

Между объектом и его моделью существует некоторое подобие, которое проявляется либо в сходстве физических характеристик, либо в сходстве реализуемых (осуществляемых) функций, либо в тождестве их поведения в конкретной среде.

Жизненный цикл модели представлен на схеме:

Типы и свойства моделей Системное моделирование рассматривает реальную ситуацию как взаимодействие множества объектов.

Примеры:
1) модель вселенной (Птолемей, Коперник);
2) религиозные модели (христианство, мусульманство);
3) модели общественного устройства (Древнерусское государство, Римская республика, Мафия).

Модели социально-экономических систем характеризуют информационные связи в системе управления и мощность информационных потоков, а также алгоритмы получения показателей, необходимых руководителям всех рангов для выработки управленческих решений.

Математическое моделирование устанавливает связи между объектами в виде математических соотношений.

Пример. Модель равноускоренного движения:
St = So + VoT + aT^2/2

Физическое моделирование позволяет изучать физико-химические и технологические процессы на моделях, имеющих ту же физическую природу, что и оригинал.

Геометрическое моделирование (предметное) – это изучение свойств реальных объектов по их макетам (плоскостные, объемные).

Пример. Модель самолета для продувки в аэродинамической трубе:
Kl = Ln/Lm
Здесь Kl - коэффициент геометрического подобия натурного Ln и модельного Lm объектов.

Информационное моделирование предназначено для исследования процессов сбора, хранения, переработки и передачи информации в изучаемой системе.

Пример:
формальный язык как подмножество естественного языка.

Имитационно моделирование служит для получения (определения) исходных данных реального объекта (процесса) с помощью имитации реальной обстановки.

Пример:
электронное диагностирующее устройство.

Компьютерной моделью называют модель, построенную для исполнителя, ориентированного на вычислительное устройство. Это не особый вид модели, а способ изучения известных моделей с помощью компьютера.

Особенности информационного моделирования

В основе информационного моделирования лежат три постулата:
1. Любая сущность состоит из элементов (объектов).
2. Объекты характеризуются количественными и качественными свойствами.
3. Объекты связаны определенными отношениями.
Любая сущность, которая отвечает приведенным постулатам, может быть представлена информационной моделью.

Информационные модели подразделяются на классификационные (статические) и динамические.

Классификационные модели строятся для решения таких задач, как диагностика, распознавание образов, анализ схем.

Пример. Классификация органического мира:
.

Динамические модели служат для решения таких задач как прогнозирование и управление.

Пример:
автоматизированная система управления технологическими процессами.

Существуют следующие методы построения информационных моделей:
графический, сетевой, матричный, графо-аналитический, вероятностный, имитационный.

Графический метод включает графическую часть и описание.
Сетевой метод отражает логико-временную последовательность проведения работ.
Матричный метод сводится к сбору документации, пополнению их недокументированными сведениями и анализу построенной матрицы.
Графо-аналитический метод предполагает построение модели в виде ориентированного графа с последующим расчетом промежуточных и итоговых показателей.
Вероятностный метод применяется для анализа информационных систем, в которых потоки информации носят случайный характер (теория массового обслуживания).
Имитационный метод позволяет имитировать реальные процессы и вырабатывать исходные данные для формирования моделей (например, расчет процента ошибочных действий на имитаторе вождения).
Основы информационного моделирования

Уровни моделирования

Информационная система – это взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленной цели.

Информационный объект – это описание некоторой сущности (реального объекта, явления, процесса, события) в виде совокупности логически связанных атрибутов (реквизитов): вуз, студент, сессия.

Структурирование – это процесс создания полуформализованного описания предметной области:
Pz =
Здесь Pz – поле знаний;
Sk – концептуальная структура;
Sf – функциональная структура.

Концептуальная структура служит для описания объектов предметной области и связи между ними:
S =
Здесь A – множество объектов;
R - множество связей между объектами.

Организационный уровень моделирования заключается в разработке организационных мероприятий и нормативных документов, обеспечивающих функционирование системы.

Функциональный уровень моделирования обеспечивает решение прикладных задач, требующих предварительного анализа информации.

Информационный уровень моделирования обеспечивает формирование массивов, между которыми установлены связи, позволяющие осуществлять поиск и выбор требуемой информации в соответствии с реализуемыми функциями.

Отношения между объектами
Отношения между объектами моделируются связями трех типов (смотри схемы).

Частным случаем первой схемы является условная связь (тип С), когда не существует или существует односторонняя связь.

Пример
Сдача сессии в учебном заведении определяется отношениями:
СТУДЕНТ(зачетная_книжка, фамилия, пол, дата, группа)
СЕССИЯ(зачетная_книжка, экзамен_1, экзамен_2,…, результат)
СТИПЕНДИЯ(результат, процент)
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ(код, группа)
Связи между указанными отношениями целесообразно представить в виде:
1. СТУДЕНТ СЕССИЯ
Связь отражает, что каждому студенту соответствует определенный набор оценок в сессию.
2. СТИПЕНДИЯ СЕССИЯ
Связь отражает, что установленный размер стипендии многократно повторяется (для различных студентов).
3. СТУДЕНТ ПРЕПОДАВАТЕЛЬ
Связь отражает, что каждый студент обучается у многих преподавателей, а каждый преподаватель обучает многих студентов.

Нормализация отношений - это формальный аппарат, который позволяет устранить дублирование, обеспечивает непротиворечивость хранимых в информационной базе данных, уменьшает трудозатраты на сопровождение этой базы (термин ввел Е. Кодд).

Этапы (процедуры) моделирования
Подготовительные этапы (производственные):
1. Построение функционального графа (спецификация работ).
2. Построение информационного графа.
3. Описание функционально-ориентированных наборов данных.

Информационные этапы:
1. Построить граф связей между элементами предметной области (объектами).
2. Выделить атрибуты и ключи.
3. Удалить избыточные связи.
4. Идентифицировать корневой ключ (связь сверху вниз).
5. Изолированные атрибуты заменить одиночными ключами.
6. Пересекающиеся атрибуты связать с существующими ключами.
7. Идентифицировать вторичные ключи.
8. Выделить информационные группы (кортежи, записи, сегменты).
9. Привязать разработанную структуру к используемому программному обеспечению.

Моделирование как метод решения прикладных задач

Математическое моделирование на компьютере

Математическое моделирование – это связь между объектами в виде математических соотношений. При этом информационные объекты представляются в виде математических объектов.

Этапы вычислительного эксперимента:
1) построение математической модели в виде формальной системы (исчисления);
2) построение абстрактного вычислительного алгоритма (тип Р - полиномиальный, тип NP – недетерминированный полиномиальный, тип Е – экспоненциальный);
3) построение технической (компьютерной) модели.

Организация вычислительного эксперимента – это метод решения задач определенного класса (физических, математических, химических и т.д.) с использованием компьютера.
Разрабатываемая модель должна учитывать возможности исполнителя, т.е. будет ли он получать результаты из исходных данных, используя построенную модель и алгоритм.

Компьютерное моделирование основано на применении программного обеспечения, которое должно в максимальной степени соответствовать построенной модели.

Исполнитель ориентирован на компьютер (строгие связи между данными). Если исполнитель только вычисляет, имеем математическую компьютерную модель.

Схема моделирования на компьютере:

Примеры компьютерных моделей:
модель Паскаля, модель Бэббиджа, модель Тьюринга, модель Поста, модель фон Неймана, модель Кодда, модель Пейперта (система LOGO).

Компьютерное моделирование в физике
Численное моделирование в физике называют вычислительным экспериментом, поскольку оно имеет много общего с лабораторным (натурным) экспериментом:
образец – модель;
физический прибор – программа для компьютера;
калибровка прибора – тестирование программы;
измерение – расчет;
анализ данных – в обоих случаях.

Примеры:
* свободное падение тела с учетом сопротивления среды;
* движение тела, брошенного под углом к горизонту;
* движение тела с переменной массой (старт ракеты);
* движение небесных тел;
* движение заряженных частиц;
* колебания математического маятника;
* моделирование явлений и процессов в приближении сплошной среды;
* моделирование процесса теплопроводности.

Моделирование случайных процессов
Событие называется случайным, если оно достоверно непредсказуемо. Случайность положена в основу методов получения решения посредством проб и ошибок, посредством случайного поиска. Естественный отбор в природных процессах также реализует метод проб и ошибок.

Контрольные вопросы
1. Что означает понятие модель в научном познании?
2. Какие типы моделей вам известны?
3. Что называется информационной моделью?
4. Что такое объект с точки зрения информационного моделирования?
5. Какие типы объектов вам известны?
6. Что такое атрибут? Какими они бывают?
7. Что такое связь? Какие типы связей вам известны?
8. Назовите основные этапы информационного моделирования.
9. Укажите принципиальную разницу между информационным и математическим моделированием.
10. Назовите основные этапы решения задачи на ЭВМ.

• усвоить необходимость и способы построения моделей с использованием компьютера; Развивающие:

• формировать целостное восприятие окружающего мира;

• развивать информационное видение явлений и процессов окружающего мира при создании и использовании моделей;

• показать применение моделей в смежных науках и областях: математика, физика, химия, география и т. д.; Воспитывающие:

• формирование познавательного интереса студентов;

• формирование креативного мышления при описании окружающего мира различными субъектами информационно-коммуникативной среды.

3. Вид занятия: лекция и практическое занятие

4. Тип урока: Комбинированный урок (КУ)

5. Методы обучения: словесный, наглядный, проблемно-поисковый, практический

6. Формы организации работы: беседа, рассказ, диалог, практическая работа, постановка целей и задач студентами.

7. Межпредметные связи: математика, физика, астрономия, химия, география

8. Оборудование: компьютерный класс, экран, проектор, презентация, раздаточный материал, глобальная компьютерная сеть Интернет.

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

• (Слайд 2) Модель - это условный образ объекта, формирующий представление о нем, о его форме, свойствах, характеристиках объекта.

Человечество прошло огромный путь в моделировании объектов, от наскальных изображений до сложнейших математических моделей, применяемых в прогнозировании погоды, построении моделей сложных физических, химических и биологических процессов. Все знания человечества представляют своего рода модели объектов, процессов и явлений.

• Давайте подумаем с какими моделями мы встречаемся в нашей жизни.

• (Слайд 3) на слайде представлены модели объектов в миниатюре. Это уменьшенная модель дома, автомобиля, самолета, корабля, земли. И увеличенная модель молекулы ДНК

3. Мотивация учебной деятельности

• (Слайд 4) Давайте попробуем ответить на вопрос: Что такое Модель?

• Модель – это объект, который обладает некоторыми свойствами другого объекта (оригинала) и используется вместо него.

Студенты отвечают на вопросы

Учебные модели - наглядные пособия, различные тренажеры, обучающие программы.

Опытные модели - это уменьшенные или увеличенные копии проектируемого объекта.

По-другому опытные модели называют натурными и используют для исследования объекта и прогнозирования его будущих характеристик.

Например, модель корабля испытывается в бассейне для определения устойчивости судна при качке, а уменьшенная копия автомобиля "продувается" в аэродинамической трубе для изучения обтекаемости его кузова. Модель гидростанции еще при разработке проекта помогает решить гидротехнические, экологические и многие другие проблемы.

4. Работа по теме урока в соответствии с его видом (Слайд 5) Как вы думаете что же можно моделировать?

Модели объектов: уменьшенные копии зданий, кораблей, самолетов, … модели ядра атома, кристаллических решеток чертежи

Все это - Материальные модели иначе можно назвать предметными, физическими.

Они воспроизводят геометрические и физические свойства оригинала и всегда имеют реальное воплощение.

Подобные модели реализуют материальный подход к изучению объекта, явления или процесса.

Модели процессов: изменение экологической обстановки экономические модели исторические модели

Информационные модели нельзя потрогать или увидеть воочию, они не имеют материального воплощения, потому что они строятся только на информации. В основе этого метода моделирования лежит информационный подход к изучению окружающей действительности.

Модели явлений: землетрясение солнечное затмение

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

Информация, характеризующая объект или процесс, может иметь разный объем и форму представления, выражаться различными средствами. Это многообразие настолько безгранично, насколько велики возможности каждого человека и его фантазии.

К информационным моделям можно отнести идею, возникшую у изобретателя, и музыкальную тему, промелькнувшую в голове композитора, и рифму, возникшую в сознании поэта.

(Слайд 6) Моделирование – это создание и использование моделей для изучения оригиналов.

Как вы считаете когда используют моделирование?

- Когда оригинал не существует

• последствия ядерной войны (Н.Н. Моисеев, 1966)

- Когда - исследование оригинала опасно для жизни или дорого:

• управление ядерным реактором (Чернобыль, 1986)

• испытание нового скафандра для космонавтов

• разработка нового самолета или корабля

- Когда оригинал сложно исследовать непосредственно:

• Солнечная система, галактика (большие размеры)

• атом, нейтрон (маленькие размеры)

• процессы в двигателе внутреннего сгорания (очень быстрые)

• геологические явления (очень медленные)

- Когда интересуют только некоторые свойства оригинала проверка краски для фюзеляжа самолета

(Слайд 7) Цели моделирования

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

1.исследование оригинала

изучение сущности объекта или явления

выбор наилучшего решения в заданных условиях

С другой стороны, разные объекты могут описываться одной моделью, Например, в механике различные материальные объекты рассматриваются как материальные точки

(Слайд9) Зачем нужно много моделей? Тип модели определяется целями моделирования

(Слайд 10) Природа моделей материальные (физические, предметные) модели: информационные модели представляют собой информацию о свойствах и состоянии объекта, процесса, явления, и его взаимосвязи с внешним миром:

• вербальные – словесные или мысленные

• знаковые – выраженные с помощью формального языка

q графические (рисунки, схемы, карты, …)

q математические (формулы)

q логические (различные варианты выбора действий на основе анализа условий)

q специальные (ноты, химические формулы)

(Слайд11 ) Модели по области применения

-учебные (в т.ч. тренажеры)

-опытные – при создании новых технических средств

По-другому опытные модели называют натурными и используют для исследования объекта и прогнозирования его будущих характеристик. Например, модель корабля испытывается в бассейне для определения устойчивости судна при качке, а уменьшенная копия автомобиля "продувается" в аэродинамической трубе для изучения обтекаемости его кузова. Модель гидростанции еще при разработке проекта помогает решить гидротехнические, экологические и многие другие проблемы.

-научно-технические

Научно-технические модели создают для исследования процессов и явлений. К ним можно отнести, например, и синхротрон - ускоритель электронов, и прибор, имитирующий разряд молнии, и стенд для проверки телевизоров.

(Слайд 12) Модели по фактору времени

статические – описывают оригинал в заданный момент времени силы, действующие на тело в состоянии покоя результаты осмотра врача

фотография динамические модель движения тела

явления природы (молния, землетрясение, цунами) история болезни

Слайд 13) Давайте рассмотрим что представляют из себя Образные модели:

Это - рисунки, фотографии и т. д. представляют зрительные образы и фиксируются на каком – то носителе.

(Слайд 14) Знаковые модели строятся с использованием различных языков (знаковых систем), например, закон Ньютона, таблица Менделеева, карты, графики, диаграммы.

Различные формы для наглядности: блок – схемы, графы, пространственные чертежи, модели электрических цепей или логических устройств, графики, диаграммы.

(Слайд 15) Визуализация формальных моделей:

использование различных форм для наглядности (блок – схемы, графы, пространственные чертежи, модели электрических цепей или логических устройств, графики, диаграммы…)

Анимация: динамика, изменение, взаимосвязь между величинами.

Формализация

(Слайд 16) Формализация - это процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков.

• физические информационные модели (закон Ома, электрическая цепь),

• математические модели (алгебра, геометрия, тригонометрия),  астрономические модели (модель Птолемея и Коперника),  формальные логические модели (полусумматор, триггер) и т. д.

(Слайд 17) Пути построения моделей

• построение модели с помощью одного из приложений: электронных таблиц, СУБД.

• построение алгоритма решения задачи и его кодировка на одном из языков программирования (Visual Basic, Паскаль, Basic и т. д.). Показ презентации во время изучения нового материала

6. Обобщение и систематизация знаний

(Слайд 18) Геоинформационные модели

• Просмотр видео ролика о Геоинформационных системах, основанных на электронных трехмерных моделях которые позволяют перевести работу с данными предприятия в новое качество

• (Слайд 19)

• Вам для обобщения и систематизации полученных знаний мы сейчас с вами выполним упражнения. (Для выполнения упражнений студенты по очереди приглашаются к интерактивной доске)

• (Слайд 20)

• Сейчас мы с вами выполним практическую работу на основе готовой модели.  Используя Сервис построение графиков функций

• построить графики функций:

• а) y=cos(x),  б) y=2cos(x),

Студенты выполняют задание у доски

• (Слайд 22) Задание №2:

• На основе исследование модели chimiya (химия)

• определите, в каких пробирках находятся указанные вещества

(Слайд 23) Сейчас мы с вами постоим материальную модель и проведем исследование этой модели.

Объект исследования: Бумажные модели самолетов

Проблемный вопрос : Какая модель бумажного самолетика пролетит на самую длинную дистанцию и самое долгое планирование в воздухе?

1 Провести исследование дальности полёта для различных моделей.

2 Пронаблюдать характер движения для различных моделей. 3 Провести исследование дальности полёта для моделей с различными сортами бумаги и их свойствами.

Если при моделировании изменять форму крыла и носа бумажного самолетика, то может измениться дальность и продолжительность его полета. Наилучших скоростных характеристик и устойчивости полета достигают самолетики с острым носом и узкими длинными крыльями, а увеличение размаха крыльев позволяет существенно увеличить время полета планера.

1.Анализ прочитанной литературы;

3.Исследование полетов бумажных самолетиков.

-Прошу разбиться на группы из трех человек. (каждой группе раздаются макеты самолетов и три вида бумаги для изготовления.)

(газета, тетрадный лист и офисная бумага)

Проведем эксперимент

(Слайд 19) Опрос студентов (рефлексия):

• Перечислите виды моделей.

• Приведите примеры материальных и информационных моделей.

• Образные и знаковые модели, приведите примеры.

• Перечислите способы построения моделей. Студенты сдают практическую работу

Студенты отвечают на вопросы для рефлексии

 (Слайд 20) Итак, Ваше домашнее задание, выучить записи в тетради, а также прочитать п. 2.1 – 2.4, стр. 80-86. Учебник - Информатика и ИКТ, Н.Д.

Программное обеспечение: пакет Microsoft Office (MS PowerPoint, MS Excel, MS Publisher).

Дидактическое обеспечение урока:

- раздаточный материал – шкала самочувствия;

- памятка для учащихся (таблица значений биоритмов);

- буклет для учащихся;

- заготовка для учащихся (электронный лист в MS Excel);

информационный (словесный);
наглядно-иллюстративный;
практический.

практическая работа с раздаточным материалом;
самостоятельная практическая работа;
беседа;
исследование.

I. Организационная часть (1 мин.)

II. Постановка цели урока, актуализация знаний учебной деятельности (6 мин.)

III. Изучение новой темы (20 мин.)

Теоретический материал урока (10 мин.)

Практическая работа (10 мин.)

IV. Закрепление (7 мин.)

V. Подведение итогов урока. (2 мин.)

VI. Домашнее задание (2 мин.)

VII. Заключение (2 мин.)

I. Организационная часть (1 мин.)

Добрый день! Сегодня на уроке у нас присутствуют гости.

Я приветствую своих коллег, а вас, ребята, прошу не волноваться и работать в обычном режиме.

II. Постановка цели урока, актуализация знаний учебной деятельности (6 мин.)

Учитель: Над какой большой темой мы работаем на протяжении многих уроков? (Моделирование.)

Сегодня мы продолжим изучение.

Тема нашего урока – “Компьютерное моделирование” (Приложение 1) Слайд 1

(Учащиеся записывают тему в тетрадях).

Как вы думаете, чем мы с вами будем заниматься на уроке?

(Строить компьютерную модель).

Беседа

1. Что такое модель?

Модель - это новый упрощенный объект, который отражает существенные стороны реального объекта, процесса или явления.

В реальном времени оригинал может уже не существовать или его нет в действительности.
Для изучения чего-либо (процесса, явления, объекта).
Оригинал либо очень велик, либо очень мал.
Процесс протекает очень быстро или очень медленно.
Исследование объекта может привести к его разрушению.

3. Какие виды моделей по способу представления вы знаете?

4. Что такое моделирование?

Моделирование – это процесс построения моделей для исследования и изучения объектов, процессов, явлений.

5. Что можно моделировать? Объект, процесс, явление.

III. Изучение новой темы (20 мин.)

Теоретический материал урока (10 мин.)

Ответьте, пожалуйста, на вопросы:

- Как вы думаете, что самое трудное в жизни человека? Слайд 2

Самое трудное в жизни человека – это познание самого себя. Эти слова сказал древний философ Сократ.

- А что это значит – познать себя?

Это значит знать, на что способен человек, знать свои возможности, для того, чтобы применить эти знания для развития себя и своих возможностей.

Постановка проблемы Слайд 3

А можно ли определить свои возможности на каждый день?

Стоит начинать какое-либо дело, вести переговоры, решать сложные проблемы, достичь высоких спортивных результатов? Отчего зависят наши возможности?

- Кто сегодня пришел в школу в приподнятом настроении?

(Ответы учащихся)

- А кто пришел в школу в подавленном настроении? (Ответы учащихся)

- Как вы думаете, почему в некоторые дни у вас все валится из рук, ничего не хочется, ничего не получается, а в другие – вы готовы свернуть горы, ощущаете подъем жизненных сил, у вас все идет как по маслу. (Ответы учащихся)

- А вы замечали, что такое состояние повторяется через определенный промежуток времени и порой при этом в организме не происходит никаких видимых изменений? (Ответы учащихся)

- Может, кто-нибудь знает, как называется чередование подъема и спада жизненных сил человека? (Биоритм.)

- Можно ли прогнозировать благоприятные дни и предупреждать о неблагоприятных? (Можно.) Слайд 4

- влияние биоритмов на жизнь человека;

- виды биоритмов Слайд 5

Есть наука – хронобиология, которая занимается изучением биологических процессов, происходящих в живом организме, в различные отрезки времени.

Оказывается, специалисты насчитывают до 100 биоритмов, влияющих на работоспособность и самочувствие человека. Но существует теория, что наша жизнь всё-таки подчиняется основным трем биоритмам: физическому, эмоциональному и интеллектуальному.

Основоположниками теории биоритмов считают психолога Германа Свободу и отоларинголога Вильгельма Флисса открывших эмоциональный и физический биоритмы, а также преподавателя Фридриха Тельчера исследовавшего интеллектуальный ритм. Любой из циклов состоит из двух полупериодов, положительного и отрицательного. Слайд 6

для физической активности - 23 дня,
эмоциональной – 28 дней
интеллектуальной – 33 дня.

Функции состояния человека в момент его рождения равны нулю, затем начинают возрастать, и каждая за свой период принимает одно максимальное положительное и одно минимальное отрицательное значения.

Итак, биологические ритмы описаны функциями sin(2p *(t-t₀)/Tr), где t – время, Tr – периоды, r – номер периода. Началом всех трех кривых является день рождения t=t₀, sin(0)=0.

Вот так выглядят биоритмы графически.

Как называются эти кривые?

Ребята, обратите внимание, на столах у вас имеется ТАБЛИЦА ЗНАЧЕНИЙ БИОРИТМОВ, где вы видите значения циклов и более подробное описание их влияния, с которым мы сталкиваемся в обыденной жизни (Приложение 2).

Практическая работа (10 мин.) Слайды 7-8

Для начала определим наше самочувствие как говорится “на глаз”. Определите свое физическое, эмоциональное и интеллектуальное состояния, отметив на каждой шкале соответствующий уровень.

(Отмечают на шкале самочувствия точки) (Приложение 3)

Результаты вашего самоощущения мы проверим прямо сейчас.

Используя готовую программу, построим свои биоритмы, задав дату рождения (Приложение 4). Слайды 9-10

Итак, исходя из всего вышесказанного, какова же цель урока?
Чему мы должны научиться? (Составлять свои биоритмы)
Верно, только наша тема связана с моделями и компьютером. Значит, цель нашего урока, какая? (Создание модели, позволяющей рассчитывать биоритмы человека.)

Причем, которую можно не только исследовать, но и с её помощью улучшить нормальное протекание жизни, оптимизировать результаты деятельности человека. И эту модель мы создадим, используя электронные таблицы в Excel.

Повторим этапы моделирования. (Учащиеся называют этапы) Слайды 11-14

На столах вы видите технологические карты, которые нам помогут построить модель. (Приложение 5)

Откройте заготовку в папке 10 кл. на рабочем столе файл Заготовка. (Приложение 6)

(Учащиеся строят модель в электронных таблицах).

IV. Закрепление (7 мин.)

– Ну а сейчас, чтобы еще раз убедиться в правильности создания вашей модели, проведите серию экспериментов: Слайд 15

1. Выберите неблагоприятные дни для сдачи зачета по информатике (в марте).

2. Выбрать дни, когда ответы на уроках будут наиболее (наименее) удачными.

3. Проверьте свое настроение, когда на вашем графике показатели эмоционального биоритма находятся на спаде или на подъеме.

4. Сравните результаты теста, где Вы оценивали свое состояние в начале урока, с результатами, которые получены в результате построения модели.

Подведем итоги. Слайд 16

Вы посмотрели на свои графики, давайте подумаем и дадим друг другу советы, что нужно сделать:

1) Если западает физический цикл? (Постарайтесь в это время преодолевать свою леность, не забывайте о прогулках на свежем воздухе и побольше физических занятий.)

2) Если западает эмоциональный цикл? (Учитесь властвовать собою, начните день с улыбки, скажите несколько комплиментов себе, окружающим, радуйтесь теплому солнечному дню… )

3) Сложнее, если в это время идет спад интеллектуальный… Что же делать в этом случае? (Но и тогда не стоит огорчаться. Вспомните все то, что вы знаете. Ваши отличные и хорошие отметки соответствуют вашему интеллектуальному развитию. Значит, вам нужно только поверить в удачу и успех. А может, стоит принимать витамины или поработать с тестами – для развития памяти, внимания.)

V. Подведение итогов урока. (2 мин.)

Сохраненные за урок файлы учащиеся копируют себе на дискеты для выполнения домашней работы. Я надеюсь, что этот урок пополнил ваши знания не только в области информатики, но и знания о себе.

VI. Домашнее задание (2 мин.) Слайд 17

На “4” (задание на использование полученных знаний).

Используя созданную модель, определить состояние двух близких людей во время выпускных экзаменов (с помощью готовой программы).

На “5” (задание на использование и развитие полученных знаний).

1. Используя индивидуальные биоритмы и данные об учителе (указывается дата), построить диаграмму (в сравнении) и определить благоприятный день для сдачи экзамена по информатике (с помощью MS Excel).

VII. Заключение (2 мин)

– Сегодня я не буду оценивать результаты вашей работы, а оценки будут выставлены за домашнее задание на следующем уроке. Мне приятно было наблюдать за вашей работой. Буду рада, если вы сделаете правильные выводы.

В начале урока мы поставили перед собой вопрос

“Можно ли определить свои возможности на каждый день?”. Слайд 18

Как мы на него ответим?

Определить возможности можно, но вот удастся ли нам воспользоваться своими знаниями – это уже решать каждому.

У Пушкина есть крылатая фраза “Учитесь властвовать собой!”. Слайд 19

Я думаю, что этому может помочь знания своих возможностей.

Биоритмы рождаются вместе с самим человеком. Под их влиянием мы начинаем свой жизненный путь, совершаем те или иные поступки с различной степенью успешности. Теория биоритмов ни в коем случае не предсказывает будущее человека. Она лишь помогает выбрать подходящий момент для того, чтобы начать создавать наше будущее таким, каким нам хотелось бы его видеть.

И помните, необходимо задумываться над каждым днем нашей жизни. Биоритмы – биоритмами, но главное верить в себя.

Учащимся вручаются информационные тематические буклеты. (Приложение 7).

Читайте также: