Конспект урока. Формализация и моделирование.

Тема урока: Формализация и моделирование.

Цели урока:

• ввести понятие модели;

• познакомить с основными типами информационных моделей;

• рассмотреть различные варианты использования таблиц для представления информации;

• познакомиться с понятиями «система», «структура», «граф».

• Задачи урока:

• Образовательная: сформировать понятие модели, формализации, изучить основные виды моделей, их назначение и свойства.

• Развивающая: способствовать развитию исследовательской компетентности учащихся при формализации модели, логического мышления, расширение кругозора,

• Воспитательная: способствовать формированию познавательного интереса, воспитание информационной культуры.

Изучаемые вопросы:

• моделирование как метод познания;

• формализация;

• информационное моделирование;

• классификация информационных моделей;

• примеры практических заданий;

• проверка знаний (встроенный тест).

Тип урока: урок изучения нового материала, самостоятельной деятельности

Возраст учащихся: 9 класс.

Программное обеспечение урока:

• Microsoft PowerPoint;

Раздаточный материал: карточки с вопросами изучаемой темы.

Наглядное пособие: презентация «Моделирование и формализация», подготовленная в PowerPoint

Учитель.

Открыли тетради и записали тему урока. Сегодня на уроке вы будете самостоятельно изучать предложенную вам тему, работая с презентацией. У каждого из вас имеется карточка с планом вашей работы на уроке и вопросы, которые вы должны изучить. Предлагаю вам разбиться на группы по 3 человека для обсуждения изученных вопросов.

Итогом вашей работы будет полученная оценка прохождения теста.

Объяснение нового материала. 

С различными моделями мы сталкиваемся еще в раннем детстве: игрушечный автомобиль, самолет или кораблик для многих были любимыми игрушками, равно как и плюшевый медвежонок или кукла. Дети часто моделируют (играют в кубики, обыкновенная палка им заменяет коня и т. д.).

Приведем 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 здания, Для того чтобы объяснить, как функционирует система кровообращения, лектор демонстрирует плакат со схемой, на которой стрелочками изображены направления движения крови. Это модель функционирования системы кровообращения.

Как вы думаете, что такое модель? (учащиеся приводят свои примеры). В своей деятельности человек очень часто использует модели, т.е. создает образ того объекта, процесса или явления, с которым ему предстоит работать.

Вопрос: для чего человек создает модели, а не использует сам оригинал?

Моделирование как метод познания помогает человеку в решении жизненных задач.

Почему не использовать сам оригинал?

1. В реальном времени оригинал уже не существует или его нет в действительности

• Теория вымирания динозавров.

2. Объект имеет много свойств. Чтобы изучить одно свойство, отказываются от менее существенных.

3. Объект очень велик, очень мал

• Глобус, модель Солнечной системы, модель атома

4. Процесс протекает очень быстро или очень медленно

• Модель двигателя внутреннего сгорания, геологическая модель

5. Исследование объекта может привести к разрушению

• Модель самолета, автомобиля

Моделирование - метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей.

Модель – это некий новый объект, который отражает некоторые существенные свойства изучаемого явления или процесса

Один и тот же объект может иметь множество моделей, а разные объекты могут описываться одной моделью

Человек: (реальный объект – оригинал)

Модели:

• Кукла

• Манекен

• Скелет

• Скульптура

Признаки классификации моделей.

1. По области использования;

• Учебные

• Опытные

• Научно-технические

• Игровые

• Имитационные

2. С учетом временного фактора;

• Статические (описывают состояние системы в момент времени)

• Динамические (описывают процессы изменения и развития систем)

3. По способу представления моделей.

• Материальные (Отражают геометрические и физические свойства объекта (макеты, игрушки, опыты)

• Информационные (Строятся на информации)

Информационная модель - описание реального объекта (процесса, явления) на одном из языков (разговорным или формальном).

Формы представления информационных моделей:

1. Словесные модели (устные и письменные описания, с использованием иллюстраций)

2. Математические модели (формулы, отражающие связь различных параметров объектов и процессов)

3. Геометрические модели (графические формы и объемные конструкции)

4. Структурные модели (схемы, графики, таблицы)

5. Логические модели (выбор действий на основе умозаключений и анализе условий)

6. Специальные модели (ноты, химические формулы)

Процесс описания объекта с помощью языков называется Формализацией.

Формализация – замена реального объекта его информационной моделью.

Во время работы учащихся за компьютерами можно использовать звучание музыки, при выключении которой происходит смена деятельности (по плану).

По истечению времени работы с презентацией, учащиеся рассаживаются по группам за свои рабочие места и приступают к обсуждению законспектированного материала, отвечают на вопросы и так далее по плану. В конце работы с презентацией учащимся будет предложено проверить свои знания (встроенный тест).

Дать указание учащимся - после работы за компьютером не забывать делать упражнения для глаз.

Задание 1. Какая модель? В какой программе, из изученных нами, ее можно создать?

Задание 2. Ниже приведены некоторые виды моделей, с которыми человеку нередко приходится иметь дело. Укажите у каждой модели к какому виду она относится.

1. План местности

2. Формула химического вещества

3. Литературная повесть

4. Формула равноускоренного движения

5. Классный журнал

6. Железнодорожное расписание движения поездов

7. Электрическая схема

8. Второй закон Ньютона

9. Прямоугольный параллелепипед.

Задание 3. Заполните таблицу:

Возможное решение:

Задание № 4

Вставьте пропущенные слова, выбрав их из ниже предложенного списка.

1. Химическое взаимодействие веществ на молекулярном уровне моделируется …

2. Узнать незнакомого человека можно по … его внешности, которое можно рассматривать как модель внешности человека.

3. В кабинете биологии часто используется … фруктов и овощей, чтобы наглядно продемонстрировать особенности их сортов.

4. Моделью, образцом сборки какого-нибудь прибора является сборочный …

5. Чтобы сделать наглядными предложения архитектора по застройке района, строится … в определенном масштабе, который является моделью застройки.

6. Модель движения поездов по железнодорожной станции, предназначенная для пассажиров, - это … расписание.

7. Прежде чем приступить к решению какой-либо сложной задачи, нужно продумать … т.е. смоделировать процесс решения.

8. Чтобы объяснить, как работает какое-то устройство, лучше нарисовать … его функционирования.

• муляж

• макет

• таблица

• химической формулой

• словесному описанию

• схему

• чертеж

• план действий

1. Что такое модель?

2. Что такое моделирование?

3. По каким признакам можно классифицировать модели?

4. Приведите примеры учебных моделей.

5. Что такое материальные модели?

6. Что такое информационная модель?

7. Что осталось еще не понятым?

8. Какие задание вызвали трудности?

9. Какие задания показались легкими?

При подведении итогов попросить учащихся встать, кто получил оценку «5», «4», «3».

Какие возникли вопросы?

Можно прийти поработать с презентацией в дополнительное время после уроков.

1. Выучить теоретический материал (конспект), §1.1,

2. Подготовиться к тесту на компьютере (PowerTest).

Вопросы для изучения темы «Моделирование и формализация».

1. Что такое модель, моделирование? Примеры.

2. Информационное моделирование:

   • типы информационных моделей процессов и объектов

     • графические модели (граф, вершины, отношения. виды),

     • табличные информационные модели («объект-свойство»,
       «объект-объект», «двоичная матрица»),

     • иерархические информационные модели,

     • сетевые информационные модели;

3. Классификация моделей:

• по способу представления,

• с учетом фактора времени,

• по области знаний

1. Формализация.

2. Примеры моделей.