Материальные и информационные модели. Непрерывные и дискретные модели

17-18 урок, 9 класс

Учитель: Брух Т.В.

Дата: ______________

Тема: «Материальные и информационные модели. Непрерывные и дискретные модели»

Цели урока: формирование у учащихся понятие «материальные и информационные модели», рассмотреть  виды моделей.

Задачи обучающие:

• знать определение информационной и материальной модели и назначение модели и системы;

• уметь приводить примеры систем и их моделей;

• уметь классифицировать модели по области их использования, способу представления, по учету в модели временного фактора, по отрасли знаний;

• Исследовать созданную модель.

Задачи воспитательные:

• воспитание информационной культуры;

• воспитание уверенности в собственных силах;

• привитие навыков работе в коллективе;

• воспитание ответственности за результат своего труда.

Задачи развивающие:

• развитие речи и внимания;

• развитие мышления;

• развитие познавательного интереса у обучающихся и интереса к предмету информатики;

• создать условия для работы обучающихся во времени.

Ход урока:

I. Организационный момент

Приветствие; объявление темы.

Проверка домашнего задания – объемная фигура.

II. Самостоятельная работа

Тестирование

III. Объяснение нового материала.

Модели, так же как и объекты, классифицируются в зависимости от выбранного основания. Вы уже знаете, что основанием служит один или несколько признаков, общих для некоторых групп объектов.

Природа моделей:

1. материальные (физические, предметные) модели.

2. 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

графические (рисунки, схемы, карты, …)

табличные

математические (формулы)

логические (различные варианты выбора действий на основе анализа условий)

специальные (ноты, химические формулы)

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

Информационные модели: геометрические, словесные, логические, специальные, компьютерные, математические, структурные.

Как правило, при подходе к классификации моделей учитывается:

- область их использования (для чего, с какой целью данные модели используются);

- способ представления (для чего сделана модель);

- учет в модели временного фактора (динамика происходящих в них процессов);

- отрасль знаний (к какой отрасли знаний или деятельности человека относится модель).

По области использования модели делятся на:

- Учебные модели – используются при обучении, к ним относятся наглядные пособия (картины, таблицы, схемы …), различные тренажеры (клавиатурный тренажер, …), обучающие программы ( мультимедийные обучающие программы для изучения иностранных языков, овладения компьютерными навыками, снятия стрессов, и др…)

Опытные модели – это уменьшенные или увеличенные копии проектированного объекта. Они используются для исследования объекта и прогнозирования его будущих характеристик (модель автомобиля «продувается» в аэродинамической трубе с целью исследования обтекаемости кузова и т.д.)

Научно-технические модели создаются для исследования процессов и явлений. Например, прибор для получения грозового электрического разряда или стенд для испытания бытовой техники.

Игровые модели – это военные, экономические, спортивные, деловые игры. Модели как бы репетируют поведение объекта в различных ситуациях, проигрывая их с учетом возможной реакции со стороны конкурента, союзника или противника.

Имитационные модели не просто отражают реальность с той или иной степенью точности, а имитируют её. Эксперименты с моделью проводятся при разных исходных данных. По результатам исследования делаются выводы., те. Своеобразный метод проб и ошибок в поиске правильного решения.

Дискретные модели описывают поведение оригинала в отдельные моменты времени.

Непрерывные модели описывают поведение оригинала для всех моментах времени из некоторого временного промежутка.

Специальные виды моделей.

Имитационные модели

• нельзя заранее вычислить или предсказать поведение системы, но можно имитировать её реакцию на внешние воздействия;

• максимальный учет всех факторов;

• только численные результаты;

Примеры:

• испытания лекарств на мышах, обезьянах, …

• математическое моделирование биологических систем

• модели бизнеса и управления

• модели процесса обучения

Игровые – учитывающие действия противника

Примеры:

• модели экономических ситуаций

• модели военных действий

• спортивные игры

• тренинги персонала

По способу представления модели разделяются на материальные и абстрактные.

Материальные модели воспроизводят геометрические и физические свойства оригинала и всегда имеют реальное воплощение (глобус, детские игрушки, макеты машин, самолетов, ракет и т.д.) Они содержат информацию об исходном объекте, имеющую реальное воплощение и полученную с помощью органов чувств, измерительными приборами и инструментами. В зависимости от цели исследования объекта такие модели могут отражать:

А) внешнее устройство исходных объектов;

Б) внутреннее устройство исходных объектов;

В) суть процессов и явлений, происходящих с объектами-оригиналами.

Материальные модели помогают узнать свойства реальных объектов и понять «механизм» сложных явлений, они часто используются в процессе обучения (чучело птицы в кабинете биологии, объемная модель Солнечной системы, физические и химические опыты). Создание и использование материальных моделей относится к экспериментальному методу познания окружающего мира.

Абстрактные модели – основу таких моделей составляет информация (мысль, формула, чертёж, схема), а такой тип моделирования реализует теоретический метод познания окружающей действительности. В свою очередь абстрактные модели имеют свою внутреннюю классификацию и делятся на

- мысленные и вербальные

- информационные

Мысленные модели формируются в воображении человека в результате раздумий, умозаключений, иногда в виде некоторого образа. Создание такой модели сопутствует любой сознательной деятельности человека (ожидая транспорта на остановке, человек прикидывает, как быстрее добраться до нужного места).

Вербальные модели мысленная модель может быть выражена в разговорной форме в этом случае она часто называется вербальный (от лат. Verbalis - устный). Вербальную модель человек использует для передачи своих мыслей другим.

Типы информационных моделей:

Табличные – объекты и их свойства представлены в виде списка, а их значения размещаются в ячейках прямоугольной формы. Перечень однотипных объектов размещен в первом столбце (или строке), а значения их свойств размещаются в следующих столбцах (или строках).

Иерархические – объекты распределены по уровням. Каждый элемент высокого уровня состоит из элементов нижнего уровня, а элемент нижнего уровня может входить в состав только одного элемента более высокого уровня.

Сетевые – применяют для отражения систем, в которых связи между элементами имеют сложную структуру.

Как уже упоминалась, одна из классификаций связана с фактором времени. Модели можно разделить на статистические и динамические по тому, как отражается в них динамика происходящих процессов.

Статистическая модель – это единовременный срез информации по данному объекту (обследование учащихся в стоматологической поликлинике даёт сведения о состоянии их зубов на данный момент времени).

Динамическая модель - это картина изменения объекта во времени (медицинская карта ученика, отражающая изменение состояния его зубов в течении многих лет).

Примеры. Граф – это набор вершин и соединяющих их ребер.

Задание. Семантическая (смысловая) модель предложения:

«Выхожу один я на дорогу…»

- Заполнить таблицу по образцу:

IV. Выполнение практической работы

Выполнения практической работы - создать модель Самолетика.

1. Материальную (Бумажный вариант – 3 листа бумаги А4).

2. Графическую (образную), созданную в среде любого графического редактора векторного или растрового (Paint, Компас-График, Word)

3. Словесную (вербальную) модель в среде текстового процессора Word.

Для выполнения моделей можно использовать необходимую информацию из Интернета.

V. Домашнее задание:

теория

Задание

- составить знаковую модель – схему местности, примыкающей к вашему дому, формат А4.

Ответы на тест