Методическая разработка урока: "Решение задач с биологическим содержанием в электронных таблицах"

Решение прикладных задач в электронных таблицах

Моделирование в электронных таблиц проводится по общей схеме, которая выделяет четыре основных этапа: постановка задачи, разработка модели, компьютерный эксперимент и анализ результатов.

Тип урока: Комбинированный - урок формирования и закрепления умений и навыков

практического использования MS Exc

Тип урока: Комбинированный - урок формирования и закрепления умений и навыков

практического использования MS Exc

Тип урока: Комбинированный - урок формирования и закрепления умений и навыков

практического использования MS Excel.

Тип урока: Комбинированный - урок формирования и закрепления умений и навыков практического использования MS Excel.

Цель урока: научиться моделировать случайные процессы в электронных таблицах

Задачи урока

Образовательные:

• повторить и закрепить знания и умения работы в MS Excel;

• отработать основные приемы работы с электронными таблицами.

Воспитательные:

• воспитывать общую и информационную культуру, трудолюбие, усидчивость, терпение, бережное отношение к школьной технике.

Развивающие:

• Развивать логическое мышление, способность к анализу.

Осведомленность о фазе ритма, дает возможность человеку
корректировать свое поведение, причем успех таких
действий просто феноменален.

( Уэст Питер)

Описание задачи

Существует гипотеза, что жизнь человека подчиняется трем циклическим процессам, называемым биоритмами. Эти циклы описывают три стороны самочувствия человека: физическую, эмоциональную и интеллектуальную. Биоритмы характеризуют подъемы и спады нашего состояния. Считается, что «взлетам» графика, представляющего собой синусоидальную зависимость, соответствуют более благоприятные дни. Дни, в которые график переходит через ось абсцисс, считаются неблагоприятными.

Не все считают эту теорию строго научной, но многие верят в нее. Более того, в некоторых странах мира в критические дни, когда ось абсцисс пересекают одновременно две или тир кривые, людям профессий с повышенным уровнем риска (летчикам, каскадерам и т.п.) предоставляются выходные дни.

Создание теории существования биоритмов приходится на начало XX века, когда два абсолютно независимых исследователя пришли к одним и тем же выводам в отношении физического и психологического циклов. Это были Герман Свобода (Вена) и Вильгельм Флисс (Берлин). Сообразить на троих предложил Австриец Фридрих Тельчер (Инсбрук). В дальнейшем он же обнаружил и четвёртый цикл – интуитивный (37 дней), однако в связи со сложностью его применения великой популярности он так и не получил.

За точку отсчета всех трех биоритмов берется день рождения человека. Момент рождения для человека очень труден, ведь все три биоритма в этот день пересекают ось абсцисс. С точки зрения биологии это достаточно правдоподобно, ведь ребенок, появляясь на свет, меняет водную среду обитания на воздушную. Происходит глобальная перестройка всего организма.

Физический биоритм характеризует внутренний настрой человека, т.е. его физическое самочувствие. Периодичность его составляет 23 дня.
Эмоциональный биоритм характеризует внутренний настрой человека, его способность эмоционального восприятия окружающего. Продолжительность периода эмоционального цикла равна 28 дням.

Третий биоритм характеризует мыслительные способности, интеллектуальное состояние человека. Цикличность его – 33 дня.
Предлагается осуществить моделирование биоритмов для конкретного человека и для двух друзей, от 1 текущей даты (дня отсчета) на месяц вперед с целью дальнейшего анализа модели

За точку отсчета всех трех биоритмов берется день рождения человека. Момент рождения человека очень труден, ведь все три биоритма в этот день пересекают ось абцисс.

Задача 1

Осуществите моделирование биоритмов для конкретного человека от указанной даты на месяц вперед с целью анализа модели.

Постройте диаграмму биоритмов и ответьте на вопросы:

- Какие дни наиболее подходят для похода в театр, цирк(хорошее эмоциональное состояние)?

-Какие дни неблагоприятны для сдачи зачета по физкультуре(плохое физическое состояние)?

-В какие дни ответы на уроках будут наиболее удачными(хорошее интеллектуальное состояние)?

Для этого:

- Запустите табличный процессор Excel/

- Заполните таблицу в соответствии с образцом:

- Постройте диаграмму.

- По диаграмме определите дни, в которых значения того или иного биоритма равны нулю.

- Определите неблагоприятные дни для конкретного человека.

- Постройте диаграмму биоритмов двух человек и определите их совместимость.

Задача 2

Изменение численности биологического вида

Одноклеточная амеба каждые три часа делится на две клетки. Постройте модель изменения количества клеток через 3,6,9,12… часов.

Математическая модель изменения численности амеб:

Ч_i+1= Ч_i*КР

Рассмотрите некоторую систему, в которой численность особей зависит только от естественной рождаемости и смертности.

Тогда математическая модель процесса изменения численности будет представлена следующими уравнениями:

- рост численности с учетом рождаемости Ч_i+1= Ч_i*КР

- рост численности с учетом смертности Ч_i+1= Ч_i -Ч_i *КС;

- общее изменение численности Ч_i+1= Ч_i *(1+КР-КС);

Смоделируйте данную ситуацию.

Задача 2

Рассчитайте, какова будет численность оленей через 1, 3, 5 и 10 лет при полном отсутствии хищников. Отобразите изменения численности оленей в течение данного периода времени графически.

В первую строку таблицы будем вносить константы, входящие в условие задания: в ячейку А1 внесем начальную численность оленей, в ячейку В1 — ежегодное увеличение популяции оленей, в ячейку С1 — начальную численность волков, в ячейку D1 — количество оленей, поедаемых одним волком в год, в ячейку El — годовой прирост численности волков, ячейку F1 оставим для подбора начальной численности пум в задаче 5, в ячейку G1 внесем количество оленей, поедаемых одной пумой в год, в ячейку HI — годовой прирост популяции пумы

Решение будем записывать в ячейки, расположен­ные ниже. В экологии "начальным" годом принято считать "нулевой" год, поэтому годы интересующего нас периода мы пронумеруем от 0 до 10. Тогда ответ на вопрос о численности оленей, скажем, через 5 лет окажется в ячейке, расположенной напротив года под номером 5

1. Численность оленей будем вычислять в ячейках В5:В15. Присваиваем ячейке В5 значение $А$1, где $А$1 — абсолютный адрес ячейки А1, в которую мы занесли начальную численность популяции оленей. Поскольку по условию начальная численность оленей одинакова во всех пяти задачах, можно скопировать содержимое ячейки В5 в ячейки С5 : F5.

2. Записываем в ячейку В6 формулу для вычисления численности оленей в каждом следующем году:

=В5+В5*$В$1, где $В$1 — абсолютный адрес ячейки В1, в которую мы занесли число, характеризующее рост популяции оленей.

3. Выделяем ячейку В 6 и копируем формулу в ячейки В 7 : В15 включительно

ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ

1. Кроличья семья

Самка кролика каждые два месяца приносит в среднем 10 крольчат. Провести расчет пополнения кроличьей семьи молодняком в течение года.

1. Выращивание зерна

Из 1 зерна пшеницы вырастает колос, содержащий в среднем 25 семян. Вес одного зернышка 0,1 г.

У Робинзона Крузо, попавшего на необитаемый остров, чудом сохранилось 10 зерен. Он бережно посадил их, а когда собрал урожай, то вновь посадил их, а когда собрал урожай, то вновь посадил все до единого зернышка.

В условиях жаркого тропического климата на острове можно снимать 4 урожая в год. Для того, чтобы обеспечить себя хлебом до следующего урожая, надо иметь 45 кг зерна(по 0,5 кг на каждый день)

После какого урожая Робинзон первый раз смог побаловать себя вкусными хлебными лепешками? Сколько килограмм семян надо сажать, чтобы получить урожай, достаточный и для прокорма до следующего урожая, и для посадки?