Интегрированный урок информатики и химии "Распознавание пластмасс"

Интегрированный урок химии и информатики в 11 классе по теме

«Создание модели распознавания пластмасс»

Тип урока: систематизация и обобщение знаний.

Цель урока: Формирование технологической компетенции учащихся посредством создания информационной модели экспертной системы для лабораторной работы по химии “Распознавание пластмасс”, на основе алгоритма распознавания удобрений с помощью языка программирования Visual Basic.

Задачи урока:

Образовательные:

• экспериментальным путем (с использованием объектно-ориентированного программирования в среде Visual Basic) получить модель, которая позволяет распознать основные виды пластмасс

• научиться применять полученную модель на практике

• закрепить полученные на практике знания о пластмассах

Развивающие:

• развивать совместную учебную деятельность для формирования исследовательских навыков обучающихся

Воспитательные:

• воспитывать чувство взаимопомощи и ответственности за общую работу

План урока:

1. Организационный момент

2. Актуализация опорных знаний учащихся по химии.

3. Актуализация опорных знаний учащихся по химии.

4. Создание компьютерной модели.

5. Тестирование продукта

6. Итог урока. Домашнее задание.

Ход урока

1. Организационный момент

Ребята, в курсе химии вы изучили основные виды пластмасс и их свойства. Сегодня на уроке мы вспомним этот материал и создадим модель в системе программирования Visual Basic, которая позволит нам, зная свойства пластмасс, распознать их.

1. Актуализация опорных знаний учащихся по химии.

На уроке химии была проделана предварительная работа:

• Лабораторная работа по изучению свойств пластмасс

• Создание коллекции «Пластмассы»

Выступление учащихся по группам

1. Актуализация опорных знаний учащихся по информатике

Профессиональные экспертные системы достаточно широко используются в различных областях науки и техники. Такие системы позволяют автоматически выявлять причины сбоев в работе сложных технических систем (например, космических кораблей), распознать личность человека по его отпечаткам пальцев или радужной оболочке глаза и т. д.

Основная задача экспертных систем - распознавание объектов или состояний объекта. В процессе обучения встречается достаточно много учебных ситуаций, когда вам приходится выступать в роли эксперта и распознавать тот или иной объект. Обычно такие задачи выполняются методом проб и ошибок, без осознания и фиксации страте­гии поиска.

Создание учебной экспертной системы позволяет осо­знать и зафиксировать последовательность рассуждений или действий, которая приводит к распознаванию того или ино­го объекта среди некоторой совокупности.

В качестве примера можно рассматривать лабораторную работу по химии «Распознавание пластмасс», которую вы провели. Экспертная система данной лабораторной работы может быть представлена в виде алгоритма, состоящего из последовательности шагов, содержащих условие.

• Как называется такая алгоритмическая структура, в которой алгоритм содержит хотя бы одно условие, в результате проверки которого происходит переход на один из двух возможных шагов ? (разветвляющийся алгоритм)

• Какие виды разветвляющихся алгоритмов вы знаете? (простые и сложные)

• С помощью каких служебных слов записывается простое условие? (If … Then…)

• С помощью каких служебных слов записывается сложное условие? (If … Then…Else…)

Построим формальную модель экспертной системы в виде блок-схемы (схема собирается из составных частей на магнитной доске).

Для этого, на первом шаге разделим 5 имеющихся пластмасс на 2 группы по условию «Вне пламени не горит». Если условие:

• Выполняется, то это могут быть какие пластмассы? (поливинилхлорид или фенолформальдегидная пластмасса)

• Не выполняется (полиэтилен, полистирол, полиметилметакрилат)

Далее проверяем справедливость условия «Из расплава можно вытянуть нити». Если условие:

• Выполняется, то это? (поливинилхлорид)

• Не выполняется (фенолформальдегидная пластмасса)

Для распознавания пластмасс 2 группы сначала необходимо проверить справедливость условия «Из расплава можно вытянуть нити». Если условие:

• Выполняется, то это? (полиэтилен)

• Не выполняется (полистирол или полиметилметакрилат)

Далее проверяем справедливость условия «Ощущается запах стирола». Если условие:

• Выполняется, то это? (полистирол)

• Не выполняется (полиметилметакрилат)

Нет

Нет

Да

Да

Нет

Нет

Да

1. Создание компьютерной модели.

Создание компьютерной модели экспертной системы «Распознавание пластмасс» в системе программирования Visual Basic. Экспертная система будет задавать пользователю серию вопросов. Пользователь будет отвечать на них «Да» или «Нет» (на основании проведённых ранее опытов или теоретических знаний). В результате нескольких серий вопросов все пластмассы будут распознаны.

• Запускаем систему объектно-ориентированного программирования Visual Basic

• Создадим графический интерфейс проекта:

Поместите на форму поле списка ListBox1, в котором будут помещаться результаты распознавания и кнопку Button1 для создания событийной процедуры. Поменяем название кнопки Button1 на Распознать.

• Программа будет содержать одну общую событийную процедуру и 3 вспомогательных процедуры: Нити1, Нити2, Запах.

• С помощью какого метода в общих и вспомогательных процедурах будем задавать вопросы и реагировать на ответы пользователя? (MsgBox)

• С помощью какого метода будем производить добавление названий пластмасс в поле списка? (Itams.Add()).

• Первую развилку (условие «вне пламени не горит») реализуем в форме событийной процедуры:

Dim A As Byte

‘Событийная процедура

Private Sub Button1_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles Button1.Click

A = MsgBox("Вне пламени не горит?", 36, "Первый вопрос")

If A = 6 Then Нити1() Else Нити2()

End Sub

• Для идентификации пластмасс первой группы (2-й и 5-й) создадим общую процедуру Нити1( ) (условие «из расплава можно вытянуть нити»)

'Общая процедура Нити1

Sub Нити1()

A = MsgBox("Из расплава можно вытянуть нити?", 36, "Второй вопрос")

If A = 6 Then ListBox1.Items.Add("2.Поливинилхлорид") Else ListBox1.Items.Add("5.Фенолформальдегидная пластмасса")

End Sub

• Для идентификации 1-й пластмассы из второй группы необходимо создать процедуру Нити2( ) (условие «из расплава можно вытянуть нити»)

'Общая процедура Нити2

Sub Нити2()

A = MsgBox("Из расплава можно вытянуть нити?", 36, "Второй вопрос")

If A = 6 Then ListBox1.Items.Add("1.Полиэтилен") Else Запах()

End Sub

• Для идентификации 3-й и 4-й пластмассы создадим процедуру Запах( )

'Общая процедура Запах

Sub Запах()

A = MsgBox("Ощущается запах стирола?", 36, "Третий вопрос")

If A = 6 Then ListBox1.Items.Add("3.Полистирол") Else ListBox1.Items.Add("4.Полиметилакрилат")

End Sub

1. Тестирование продукта

Сейчас вам предстоит заполнить таблицу, используя ту модель, которую вы сами создали. Запускаем экспертную систему на выполнение и проводим опыты в соответствии с задаваемыми вопросами. Выполняем процедуру распознавания для каждого вещества.

На столе у каждого лежат листы с таблицей, в которой нужно заполнить пустые столбцы.

1. Итог урока. Домашнее задание.

• Ребята, чему вы сегодня научились на уроке?

• Как вы считаете, мы можем создать на основе данной экспертной системы модели для распознавания других веществ?

• Дома попытайтесь определить класс веществ, к которым применима подобная экспертная система, продумайте серию вопросов, позволяющих распознать данные вещества. Нарисуйте блок-схему распознавания данных веществ.