«Информационное моделирование как метод познания»

«Информационное моделирование

как метод познания»

Информационное моделирование как метод познания

Цель:

• Сформировать понятие моделирования как метода познания;
• рассмотреть различные классификации моделей;
• сформировать понятие «информационная модель»;
• научиться решать задачи с применением табличных и графических моделей.

Теоретический материал

Практические задания

тест

кроссворд

Моделирование -

это метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей.

Модель –

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

12/15/19

Информационное моделирование как метод познания

МОДЕЛЬ - упрощенное подобие реального объекта (процесса), созданное человеком для определенного применения (цели).

модель

Материальные (натурные)

Информационные (описание объекта моделирования в определенной форме)

Являются внешним подобием объекта: глобус, манекен, модели самолетов, макет застройки жилого района и т. д.

Описывают отдельные предметы, физические или химические, экономические или социальные процессы, метеорологические явления и т. д.

12/15/19

определение

определение

пример

пример

Информационные модели

Материальные модели

Не имеют материальной основы, строятся на информации

Воспроизводят геометрические и физические свойства объекта, всегда имеют реальное воплощение

Любое описание на естественном или формальном языке:

карта, план, схема, график, формула, алгоритм, программа

Детские игрушки, чучела птиц, макеты, муляжи

Классификация моделей по способу представления

определение

определение

пример

пример

Знаковые

Вербальные модели

модели

Информационная модель в мысленной или разговорной форме

Информационная модель, выраженная средствами формального языка

Мысленный образ объекта, его словесное описание

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

Информационные модели подразделяются:

Определите, к какому виду относятся следующие модели (материальному или информационному)?

№ 4

№ 3

№ 2

№ 1

Плоттер – это устройство вывода сложных и широкоформатных графических объектов.

№ 8

№ 7

№ 5

№ 6

СО 2 + 2NaOH = Na 2 CO 3 + H 2 O

№ 9

№ 10

№ 11

МОДЕЛИРОВАНИЕ МАТЕРИАЛЬНОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ

Материальные модели

Информационные модели

Манекен

Фотография

Кукла

Видеофильм

Анкета

Скульптура

Объект

моделирования

Медицинская

Производственный

карточка

робот

Свойства модели зависят от цели моделирования . Модели одного и того же объекта будут разными, если они создаются для разных целей.

Причины, по которым прибегают к построению модели

Приведите свои примеры.

1.В реальном времени объект (оригинал) может уже не существовать или его еще нет.

Атлантида, динозавры

2.Объект либо очень велик, либо очень мал.

Молекула, земной шар

3.Процесс протекает очень быстро или очень медленно

Геологические процессы, процесс ядерного взрыва

4.Исследование объекта может привести к его разрушению

Двигатель, живой организм

12/15/19

Модель необходима для того, чтобы:

• понять, как устроен реальный объект: какова его структура, основные свойства, законы развития и взаимодействия с окружающим миром;

• научиться управлять объектом или процессом: определить наилучшие способы управления при заданных целях и критериях ( оптимизация );

• прогнозировать прямые или косвенные последствия реализации заданных способов и форм воздействия на объект.

12/15/19

Типы информационных моделей

Вербальные -

словесное описание на естественном языке

Табличные -

Прямоугольная таблица

матрица

Графические -

схемы

карты

чертежи

графики

графы

Математические -

описание соотношений между характеристиками объекта моделирования на языке математики

Для каждой модели укажите тип

глобус

формула

Игрушечная модель машины

Текст научной книги

Функция

Хранение информации

Человек

Обработка информации

Память

Прием (ввод) информации

Мышление

Органы чувств

таблица

Опус поэта

схема

Классификация моделей

ПО ОБЛАСТИ ЗНАНИЙ

МОДЕЛИ

БИОЛОГИЧЕСКИЕ

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ

СОЦИОЛОГИЧЕСКИЕ

ИСТОРИЧЕСКИЕ

Задание

Приведите примеры моделей из разных областей знаний.

Географические модели:

Биологические модели:

Химические модели:

Физические модели:

Математические модели:

Модели общинно-родовых отношений

ПЛЕМЯ

ВОЖДЬ

СОВЕТ

ПЛЕМЯ

СТАРЕЙШИН

ВОЖДЬ

определение

определение

пример

пример

Статистические модели

Динамические модели

одномоментный срез информации по объекту

позволяет увидеть изменения состояния объекта во времени

РОСТ УЧЕНИКОВ ДАННОГО КЛАССА ЗА 10 ЛЕТ

РОСТ УЧЕНИКОВ КЛАССА В ДЕНЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

АЛГОРИТМЫ

Классификация моделей с учетом фактора времени

Классификация моделей

С учетом факторов времени

• Статистические Динамические
• Статистические
• Динамические

По способу представления

• Материальные Информационные
• Материальные
• Информационные

Информационные

• Знаковые Вербальные
• Знаковые
• Вербальные

Обобщение

Формализация – замена реального объекта его информационной моделью с помощью формальных языков

В физике:

Два одноименных заряда отталкиваются, а разноименных – притягиваются

Объект – заряженные частицы

Информационные модели:

Пример

Построение словесной модели одноклассника.

Объект: одноклассник

Цель: построение словесной модели человека

Параметры моделирования:

1.Фамилия, имя, отчество объекта

2.Черты лица, телосложения (рост, вес)

3.Хобби объекта

Пример

Построение математической модели

Объект: математическая формула прямолинейного равноускоренного движения тела (изменение координаты x)

Цель: построение математической модели.

Инструменты моделирования:

Редактор формул, электронные таблицы.

Практическое задание

Решите задачу, построив табличную модель.

Коля, Боря, Вова и Юра заняли первые четыре места в спортивном соревновании. На вопрос, какие места они заняли, они ответили: 1) "Коля не занял ни первое, ни четвертое места". 2) “Боря занял второе место”. 3) “Вова не был последним”. Какое место занял каждый мальчик?

Практические задания

Постройте модель взаимоотношений мальчиков в виде графа:

Дружат :

Андрей и Дима

Андрей и Миша

Дима и Коля

Коля и Андрей

С кем Андрей может поделится секретом, не рискуя, что он станет известен кому-то другому?

Практическое задание

Решите задачу, построив табличную модель.

Три друга — Иван, Дмитрий, Степан преподают различные предметы (химию, литературу, физику) в школах Москвы, Калининграда и Перми. Известно:

1) Иван работает не в Москве, а Дмитрий не в Калининграде; 2) москвич преподает не физику; 3) тот, кто работает в Калининграде, преподает химию; 4) Дмитрий преподает не литературу. Какой предмет и в каком городе преподает каждый из товарищей?

12/15/19

11

8

7

9

11

10

ф

л

и

а

а

ц

б

м

е

а

в

а

р

ь

а

е

г

е

л

и

е

л

т

о

н

д

х

д

р

с

о

и

о

м

м

кроссворд

По горизонтали

1. Некоторый предмет.

2. Описание модели с помощью формального языка

3.Граф, предназначенный для отображения вложенности

4.Общее название моделей, которые можно осязать.

5.Инструмент для компьютерного моделирования

6. Общее название моделей, которые представляют из себя совокупность определенной информации об объекте

о

б

ъ

е

т

к

1

9

а

з

и

л

ц

м

и

р

о

ф

а

2

я

3

е

р

е

д

в

о

3

р

е

т

а

4

и

е

ы

н

м

а

л

ь

о

5

к

м

п

е

р

ю

т

ь

6

р

и

ц

а

м

о

о

н

и

ф

н

е

ы

н

По вертикали

7. Модель, состоящая из строк и столбцов

8. Средство для наглядного представления структуры системы

9. Процесс построения модели

10. Граф, отображающий последовательность действий.

11. Упрощенное представление реального объекта, процесса, явления.

Посмотреть ответ

12/15/19

11

8

7

9

11

10

ф

л

а

и

а

ц

б

е

м

а

в

а

р

ь

а

е

л

е

е

и

г

л

т

о

н

д

д

х

р

с

о

и

о

м

м

кроссворд

По горизонтали

1. Некоторый предмет.

2. Описание модели с помощью формального языка

3.Граф, предназначенный для отображения вложенности

4.Общее название моделей, которые можно осязать.

5.Инструмент для компьютерного моделирования

6. Общее название моделей, которые представляют из себя совокупность определенной информации об объекте

о

е

ъ

б

1

т

к

а

з

и

л

ц

м

р

о

ф

и

а

я

2

3

е

р

е

д

в

о

е

е

а

м

р

и

ы

н

т

а

4

л

ь

о

к

м

п

е

р

ю

т

ь

5

6

и

и

ц

а

м

о

о

н

ф

р

н

е

ы

н

По вертикали

7. Модель, состоящая из строк и столбцов

8. Средство для наглядного представления структуры системы

9. Процесс построения модели

10. Граф, отображающий последовательность действий.

11. Упрощенное представление реального объекта, процесса, явления.

12/15/19

Тест по теме «Модели и моделирование»

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

А) все стороны данного объекта

Б) некоторые стороны данного объекта

В) существенные стороны данного объекта

Г) несущественные стороны данного объекта

2. Результатом процесса формализации является:

В ) графическая модель

А) описательная модель

Г) натурная модель

Б ) математическая модель

12/15/19

3.Информационной моделью организации занятий в школе является:

А) правила поведения уч-ся

В) расписание уроков

Г) перечень учебников

Б) список класса

4.Материальной моделью является:

А) макет самолета

В) чертеж

Б) карта

Г) диаграмма

12/15/19

5. Генеалогическое дерево семьи является информационной моделью:

А) табличной

В) графической

Б) словесной

Г) сетевой

6.Знаковой моделью является:

А) анатомический муляж

В) макет здания

Б) модель корабля

Г) диаграмма

12/15/19

7.Укажите в моделировании процесса исследования температурного режима комнаты объект моделирования:

Б) исследование температурного режима

А) конвекция воздуха

В) комната

Г) температура

8.Правильный порядок указанных этапов математического моделирования процесса является:

3) Определение целей моделирования

• Анализ результата

4) Поиск математического описания

2) Проведение исследования

А) 3-4-2-1

В) 2-1-3-4

Б) 1-2-3-4

Г) 3-1-4-2

12/15/19

9. Как называется граф, предназначенный для отображения вложенности, подчиненности между объектами:

А) схема

В)сеть

Б) таблица

Г) дерево

10.Устное представление информационной модели называется:

А) графической

В) словесной

Б) табличной

Г) логической

12/15/19

Д/з § 2.1

В.и.з.1-6 стр.53

12/15/19