Автор: Овчинникова Инна Ивановна

Место работы: Г(О)БОУ НПО ПЛ № 10 г. Липецка

Должность: преподаватель информатики

Тема: «Моделирование, как метод познания. Формы представления моделей»

Дата: 29.10.2013

Группа: 2013-3 «Электромонтёр по ремонту и обслуживанию электрооборудования»

Цели урока:

1. Учебная:

сформировать понятие моделирования как метода познания; рассмотреть различные классификации моделей; сформировать понятие «информационная модель», научиться описывать информационные модели.

2. Развивающая:

работать над развитием логического мышления, внимательности, активности; способствовать расширению кругозора.

3. Воспитательная:

воспитание организованности, сосредоточенности, ответственности, информационной культуры.

Оборудование урока:

рабочая тетрадь, учебник, презентация по теме, КИМ, Интернет-ресурсы, ПК, интерактивная доска, наглядные пособия

Тип урока:

Урок изучения нового материала

План урока:

1. Организационный момент

2. Актуализация знаний

3. Сообщение темы и задач урока

4. Изучение нового материала

   1. Модель и моделирование.

   2. Классификация моделей.

1. По способу представления

2. По форме представления

VI. Закрепление изученного материала

VI. Итоги урока

ХОД УРОКА

1. Организационный момент

2. Актуализация знаний

1. Беседа:

- Скажите, что мы называем Объектами? (То, на что обращено внимание человека с целью изучения.) Приведите примеры ( предмет, явление, процесс)

- Для чего нужна модель рассматриваемого объекта? (для решения любой поставленной задачи)

2. Заполнить таблицу

Объект

Человек

Земля

Автомобиль

Модели

Кукла, Манекен

Скульптура, Скелет

Глобус, Географический атлас

Карта, Макет местности

Игрушечный, Тренажер для водителя

Опытный образец, Сувенир

3. Сообщение темы и задач урока

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.) (СЛАЙД № 1)

Тема сегодняшнего урока «Моделирование, как метод познания. Формы представления моделей». (СЛАЙД № 2)

Задачи урока (СЛАЙД № 3):

1. Мягкая игрушка, глобус, макет здания, двигатель внутреннего сгорания, модели ДНК, математическая формула – это всё модели. Как же можно такие разные понятия назвать одним словом?

2. Существует огромное количество моделей. Как их классифицировать? (Как разложить по полочкам?)

3. Наиболее полно отразить существенные свойства объекта можно с помощью информационной модели. Как её построить?

4. Изучение нового материала

   1. Беседа о роли моделирования в научных и практических исследованиях

С понятием «модель» мы сталкиваемся с детства. Игрушечный автомобиль, самолёт или кораблик для многих были любимыми игрушками, равно как и плюшевый медвежонок, кукла. Дети часто моделируют (строят города из кубиков и т.д.) Модели и моделирование используются человечеством с незапамятных времен. С помощью моделей и модельных отношений развились разговорные языки, письменность, графика. Наскальные изображения наших предков, затем картины и книги - это модельные, информационные формы передачи знаний об окружающем мире последующим поколениям.

Приведём 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.

Для того чтобы объяснить, как функционирует система кровообращения, лектор демонстрирует плакат, на котором стрелочками изображены направления движения крови. Это модель.

Перед тем, как запустить самолёт в производство, его помещают в аэродинамическую трубу и с помощью соответствующих датчиков определяют величины напряжений, возникающих в различных местах конструкции. Это модель.

Глобус – модель земного шара. Манекен в магазине – модель человека.

Предложить учащимся привести примеры моделей.

Попытаемся понять, зачем нужны модели, какова их роль в приведённых примерах.

Попытаемся понять, какова роль моделей в приведенных примере. 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.

2. Модель и моделирование.

Объяснение: В своей деятельности человек очень часто использует модели, т.е. создаёт образ того объекта, процесса или явления, с которым ему предстоит иметь дело

Итак, мы можем дать определение Модель – это некий новый объект, который отражает существенные особенности изучаемого объекта, явления или процесса. (Записать в тетрадь) (СЛАЙД № 4)

Где же используются модели? (СЛАЙД № 5, 6, 7)

Наглядные модели часто используются в процессе обучения:

Например:

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.

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.

Моделирование – это процесс построения моделей для исследования и изучения объектов, процессов, явлений. (СЛАЙД № 8)

Один и тот же объект в разных ситуациях, в разных науках может описываться различными моделями. (СЛАЙД № 9) Например, рассмотрим объект «человек» с точки зрения различных наук:

В механике – это материальная точка, в химии – объект, состоящий из различных химических веществ, в биологии – система, стремящаяся к самосохранению.

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

Обобщение: Таким образом, совершенно неважно, какие объекты выбираются в качестве моделирующих. Важно лишь то, что с их помощью удаётся отразить наиболее существенные признаки изучаемого объекта. Моделирование – это метод научного познания объективного мира с помощью моделей.

2. Формы представления моделей.

А) Классификация моделей по способу представления. (СЛАЙД № 10)

Мы убедились, что моделей может быть огромное количество. И для того, чтобы ориентироваться в их многообразии, необходимо всё это классифицировать, т.е. каким-либо образом упорядочить, систематизировать. Давайте рассмотрим классификацию моделей по способу представления

Модели

Определение

Примеры

Материальные

Воспроизводят геометрические и физические свойства объекта и всегда имеют реальное воплощение.

Детские игрушки, чучела птиц, карты, схемы, макеты, опыты и т.д.

Информационные

Нельзя потрогать или увидеть воочию, так как они не имеют материальной основы, а строятся только на информации.

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

Любое описание объекта на одном из разговорных или формальных языков

Информационные модели

Определение

Примеры

Знаковые

Информационная модель, выраженная средствами формального языка

Рисунки, тексты, графики, схемы и т.д.

Вербальные

Информационная модель в мысленной или разговорной форме

Мысленный образ объекта: Модель поведения человека при переходе через улицу; Музыкальная тема, промелькнувшая в голове композитора – модель будущего музыкального произведения.

Знаковые модели

Определение

Примеры

Компьютерные

Модель, реализованная средствами программной среды

Электронные варианты рисунков, чертежей, текстов, формул и их создание с помощью различного программного обеспечения

Некомпьютерные

Модель, созданная с помощью традиционных инструментов инженера, художника, писателя и др.

Рисунки, чертежи, графики и др.

Задание 2 Рабочий лист. Заполните таблицу.

(СЛАЙД № 11)

Информационные

Материальные

расписание движения поездов

плюшевый мишка

компьютерная программа

глобус

фотография

цветка

бронзовый бюст писателя

блок-схема алгоритма

Макет здания

диаграмма

Манекен

Б) Классификация информационных моделей по форме представления.

(СЛАЙД № 12,13)

1. Объяснение: Навыки моделирования так же очень важны для человека в его повседневной деятельности и профессиональной деятельности.

- Я хочу сейчас предложить проблемную ситуацию, которая непосредственно будет связана с вашей профессиональной деятельностью, т. к. вы будущие электромонтёры и многие из вас скорее всего будут работать на базовом предприятии нашего учебного заведения ОАО НЛМК.

- Итак, как, по-вашему мнению, должна выглядеть модель простейшей электрической цепи для освещения помещений?

(на слайде незаконченная схема Классификация моделей по форме представления.)

По мере объяснения заполнить схему.

1) Словесная: цепь состоит из источника напряжения, выключателя и лампочки, амперметра, вольтметра. Все элементы цепи соединяются электрическими проводами. Цепь предназначена для освещения помещений разной площади.

- Где же может применяться такая модель в повседневной жизни? (такая модель применяется при составлении технического задания для проектировщика)

2) Математическая.

Для того, чтобы выбрать автомат защиты мы должны рассчитать основные параметры: силы тока, напряжения, сопротивления, мощности (яркое свечение лампочки),

Закон Ома.

3).Графическая – это схема. Эта модель предназначена для конкретного исполнителя.

1. Словесные модели – устные и письменные описания с использованием иллюстраций.

2. Математические модели – математические формулы, отображающие связь различных параметров объекта или процесса.

3. Графические – простейший вид модели, который передаёт внешние признаки объекта.

2. Практическое задание на ПК.

Краткий инструктаж по технике безопасности в компьютерном классе.

(СЛАЙД № 14)

!!!Повторить правила техники безопасности!!!!

Для обеспечения безопасной работы необходимо выполнять следующие правила:

• Нельзя самостоятельно, без разрешения учителя, включать и выключать компьютеры.

• Нельзя касаться тыльной стороны компьютера и проводов.

• Нельзя работать мокрыми руками и во влажной одежде.

• Нельзя нажимать клавиши ручкой или карандашом.

• Нельзя ходить по кабинету, вставать со своего места.

• В случае неисправности компьютера или при обнаружении запаха гари — позвать преподавателя.

Задание: В графическом редакторе Paint построить графическую информационную модель простейшей электрической цепи для освещения помещений.

Проверка результатов выполнения практического задания. (вывести на экран)

5. Закрепление изученного материала:

Задание 1: Тестовые задания с использование программы MyTest

1. Модель есть замещение изучаемого объекта другим объектом, который отражает:

А.) все стороны данного объекта

Б.) некоторые стороны данного объекты

В.) существенные стороны данного объекты

Г.) несущественные стороны данного объекта

2. Информационной моделью организации занятий в школе является:

А.) свод правил поведения учащихся

Б.) список класса

В.) расписание уроков

Г.) перечень учебников

3. Материальной моделью является:

А.) макет самолета

Б.) карта

В.) чертеж

Г.) диаграмма

4. Знаковой моделью является:

А.) анатомический муляж

Б.) макет здания

В.) модель корабля

Г.) диаграмма

5. Устное представление информационной модели называется:

А.) графической моделью

Б.) словесной моделью

В.) табличной моделью

Г.) логической моделью

6. Процесс построения моделей называется:

А.) моделирование

Б.) конструирование

В.) экспериментирование

Г.) проектирование

7. Информационная модель, состоящая из строк и столбцов, называется:

А.) таблица

Б.) график

В.) схема

Г.) чертеж

8. Каково общее название моделей, которые представляют собой совокупность полезной и нужной информации об объекте:

А.) материальные

Б.) информационные

В.) предметные

Г.) словесные

9. Схема электрической цепи является:

А.) табличной информационной моделью

Б.) иерархической информационной моделью

В.) графической информационной моделью

Г.) словесной информационной моделью

10. Инструмент для компьютерного моделирования является:

А.) сканер

Б.) компьютер

В.) принтер

Г.) монитор

Задание 2 (дополнительно): Числовой диктант

Если утверждение верное, то обучающиеся в тетради пишут 1, иначе 0. По окончании учитель вместе с учащимися анализирует ответы.

Утверждения:

1. Модель – это упрощенное подобие реального процесса.

2. Географическая карта является материальной моделью.

3. Модель объекта содержит информации столько же, сколько и моделируемый объект.

4. Информационная модель есть целенаправленно отобранная информация об объекте, которая отражает наиболее существенные свойства этого объекта.

5. Объект может быть описан несколькими различными моделями.

Ключ:

1

2

3

4

5

1

0

0

1

1

VI. Итоги урока

1. Обобщение. В настоящее время компьютерное моделирование в научных и практических исследованиях является одним из основных элементов познания. Навыки моделирования так же 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.

2. Задание на дом (СЛАЙД № 15 ).

Используя ЭОР (http://school-collection.edu.ru/), рассмотрите классификацию моделей с учётом фактора времени. Приведите примеры динамических и статических моделей.

3. Выставление оценок.

Литература, эор:

1. Макарова Н.В. Информатика 9 – Санкт-Петербург: Питер, 2007.

2. Макарова Н.В. Информатика 7-9 Задачник по моделированию – Санкт-Петербург: Питер, 2007.

3. Шелепаева А.Х. Поурочные разработки по информатике. – М.:ВАКО, 2007

4. Филиппова Е.В. Этапы компьютерного моделирования,

5. Поляков К.Ю. Модели и моделирование, – http://kpolyakov.narod.ru/index.htm

6. Конспект урока «Этапы компьютерного моделирования» –http://ivan101.narod.ru/gos/pril/18etapy-postr-modeley.htm

7. Пособие «Моделирование», – http://umk-model.narod.ru/p6.html

8. http://school-collection.edu.ru/catalog/search (единая коллекция цифровых образовательных ресурсов)

10