Сценарий метапредметного урока «Моделирование, как метод познания. Формы представления моделей»

Сценарий метапредметного урока

«Моделирование, как метод познания. Формы представления моделей».

Тема урока: «Моделирование, как метод познания. Формы представления моделей».

Предмет: Информатика и ИКТ.

Класс: 6

Ключевые слова: объект, модель, моделирование, формальные языки, материальные и информационные модели, формы представления моделей: словесная, математическая, графическая.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Цели и задачи урока:

Дидактическая:  сформировать понятие моделирования как метода познания; рассмотреть различные классификации моделей; сформировать понятие «информационная модель», научиться описывать информационные модели, .изучить на примере понятие модели, познакомится с ролью моделирования в научных и практических исследованиях.

Развивающая развитие мышления (умение строить по аналогии с раннее изученным, сравнивать, обобщать, классифицировать, систематизировать), развитие речи, развитие познавательного интереса у учащихся, уверенности в собственных силах, интереса к информатике как науке, работать над развитием логического мышления, внимательности, активности; способствовать расширению кругозора.

Воспитательная воспитание познавательной потребности, интереса к предмету; воспитание организованности, сосредоточенности, ответственности, информационной культуры.

Методы обучения:  объяснительно-иллюстративный, метод проблемного изложения, эвристический, исследовательский.

Формы работы:  фронтальная беседа, групповая (работа в парах), индивидуальная работа, «Мозговой штурм».

Дидактическое оснащение урока и ТСО ПК, программное обеспечение Windows 7, проектор, экран, учебник Информатика 6 ал. Босова Л.Л. и др, карточки “Классификация моделей”, Презентация “Классификация моделей”, модели – детская игрушка – машина, книга “Устройство автомобиля”, фильм об испытании автомобилей, ноутбук с роликом, карточки для каждой группы учащихся “Карточки для групповой работы”, карточки с заданиями 3.

Программное обеспечение урока:

- Windows 7

• Microsoft PowerPoint;

Раздаточный материал: карточки с вопросами изучаемой темы.

Наглядное пособие: презентация «Моделирование как метод познания», подготовленная в Microsoft PowerPoint (ПРИЛОЖЕНИЕ 2);

I. Активизация базовых знаний (Мобилизация) 2 мин.

II. Постановка цели урока (Целеполагание) 5 мин.

III. Усвоение новых знаний (Коммуникация) 20 мин.

IV. Работа на закрепление (Взаимопроверка и взаимоконтроль) 10 мин.

VI. Подведение итогов урока 3 мин.

I. Активизация базовых знаний. (2 мин.)

Вопрос: Вы все хорошо знаете компьютерную игру “Что за слово?” на сайте  Давайте поиграем и отгадаем слово (Слайд 1–2 на экране)

(Ожидаемый ответ: модель.)

И так, как вы уже догадались, тема сегодняшнего урока: Понятие модели и моделирования. (Слайд 3)

II. Постановка цели урока. (5 мин.)

Учитель.

Человечество в своей деятельности (научной, образовательной, технологической, художественной) постоянно создаёт и использует модели окружающего мира. Модели позволяют представить в наглядной форме объекты и процессы, недоступные для непосредственного восприятия (очень большие или очень маленькие объекты, очень быстрые или очень медленные и др.)

Задачи урока (Фронтальная беседа)

Учитель задает вопросы ученикам, ученики «штурмуют» варианты ответов.

1. Мягкая игрушка, глобус, макет здания, двигатель внутреннего сгорания, модели ДНК, математическая формула – это всё модели. Как же можно такие разные понятия назвать одним словом?

2. Существует огромное количество моделей. Как их классифицировать? (Как разложить по полочкам?)

3. Наиболее полно отразить существенные свойства объекта можно с помощью информационной модели. Как её построить?

III. Усвоение новых знаний. (Использование ИКТ) (20 мин.)

Беседа о роли моделирования в научных и практических исследованиях

Сегодня речь пойдёт об очень важном для информатики понятии – МОДЕЛЬ. Это слово многим знакомо. С понятием “модель” мы сталкиваемся с детства. 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.).

Для каких целей создаются модели? Давайте рассмотрим следующую ситуацию. (Слайд 4)

(Метод проблемного изложения)

Текст читает учитель: “В 1870 г. английское Адмиралтейство спустило на воду новый броненосец “Кэптен”. Корабль вышел в море и перевернулся. Погиб корабль. Погибли 523 человека. Это было совершенно неожиданно для всех. Для всех, кроме одного человека. Им был английский ученый-кораблестроитель В.Рид, который предварительно провел исследования на модели броненосца и установил, что корабль опрокинется даже при небольшом волнении. Но ученому, проделывающему какие-то несерьезные опыты с “игрушкой”, не поверили лорды из Адмиралтейства. И случилось непоправимое...”

Почему произошла такая ситуация? Можно ли было её избежать? Что для этого нужно было сделать?

Ответы учащихся.

Учитель: Итак, что же такое модель?

Моделью называют упрощенное представление о реальном объекте, процессе или явлении. (Слайд 5)

Учитель: Рассмотрим на примерах модели:

• объектов, (на слайдах – модель атома, модель вращения луны); (Слайд 6? 7)

• процессов (на слайдах – модель ростка); (Слайд 8)

С понятием «модель» мы сталкиваемся с детства. Игрушечный автомобиль, самолёт или кораблик для многих были любимыми игрушками, равно как и плюшевый медвежонок, кукла. Дети часто моделируют (строят города из кубиков и т.д.) Модели и моделирование используются человечеством с незапамятных времен. С помощью моделей и модельных отношений развились разговорные языки, письменность, графика. Наскальные изображения наших предков, затем картины и книги - это модельные, информационные формы передачи знаний об окружающем мире последующим поколениям.

Приведём 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.

Для того чтобы объяснить, как функционирует система кровообращения, лектор демонстрирует плакат, на котором стрелочками изображены направления движения крови. Это модель.

Перед тем, как запустить самолёт в производство, его помещают в аэродинамическую трубу и с помощью соответствующих датчиков определяют величины напряжений, возникающих в различных местах конструкции. Это модель.

Глобус – модель земного шара. Манекен в магазине – модель человека.

Предложить учащимся привести примеры моделей.

Попытаемся понять, зачем нужны модели, какова их роль в приведённых примерах.

Попытаемся понять, какова роль моделей в приведенных примере. Конечно, архитектор мог бы построить здание без предварительных экспериментов с кубиками. Но он не уверен, что здание будет выглядеть достаточно хорошо. Если оно окажется некрасивым, то многие годы будет немым укором своему создателю. Лучше уж поэкспериментировать с кубиками.

Учитель: Приведите примеры моделей из жизни (пример модель – ветра – веер, дуновение, вентилятор, кулер). (Слайд 9)

Судя по тем примерам, что мы рассмотрели, существует очень много разнообразных моделей. Для того, чтобы не запутаться в их многообразии, модели нужно распределить на группы по каким-либо признакам.

Учитель: Как называется такой процесс?

(Ответ: классификацией.)

Существует довольно много различных классификаций моделей, мы попытаемся выделить наиболее распространенные. (у учащихся на каждой парте) (Слайд 14). (Распечатать схему со Слайда 10)

Задавая вопросы:

• Где может быть использована та или иная модель?

• Как могут быть представлены модели?

• Что может демонстрировать модель? и т.д.

Подвести ребят к выделению трех основных признаков: область использования, учет временного фактора, способ представления.

1. Классификация по области использования .

Примеры:

1) учебные – работа дисковода;
2) Имитационные – имитация исполнения песни;
3) Опытные – модель корабля, аэродинамическая труба;
4) Научно-технические – стенд для проверки телевизора;
5) Игровые – экономические, деловые, стратегии.

2. Классификация с учетом временного фактора.

Динамическая модель представляет картину изменения объекта во времени, передает особенности его функционирования.

Пример: принцип работы генератора.

Статическая – это модель, передающая пространственные характеристики объекта, расположение его компонентов. Пример: схема дыхательной системы человека.

3. Классификация по способу представления.

Материальные модели – это копии объекта, выполненные в другом масштабе, из другого материала. Пример: детские игрушки, глобус, химические опыты.

Информационные модели – это модели, отражающие реальные объекты на языке кодирования информации, в виде чертежей, схем, математических формул.

(Особое внимание информационным моделям, это тема следующего урока.)

В результате этой беседы выстраивается схема:

Рассмотрим классификацию более подробно. (Слайды 11-14)

На слайдовой презентации (ПРИЛОЖЕНИЕ 2)

Учитель: А что будем называть – моделированием?

Моделирование – построение моделей (макетов) для исследования или изучения объектов, процессов, явлений. (На слайде или на электронном учебнике.) (Слайд 19)

Учитель: Приведите примеры моделей – объектов, процессов, явлений.

(Мозговой штурм)

Объектами моделирования могут быть материальные объекты (корабль, дерево, комета, живая клетка), явления (гроза, дождь, снег, солнечное затмение), процессы (полёт ракеты, изменение стоимости акций на фондовой бирже, учёба, химическая реакция).

Физкультминутка (упражнения для глаз) (1 мин).

1. Быстро поморгать и посидеть спокойно, медленно считая до пяти. Повторить 4–5 раз.

2. В среднем темпе проделать 3–4 круговых движения глазами в правую сторону, столько же в левую. Расслабив глазные мышцы, посмотреть вдаль на счет 1–6. Повторить 1–2 раза.

3. Медленно переводить взгляд вверх-вниз, затем наоборот. Повторить 3 раза.

4. Расслабиться и медленно подвигать зрачками слева направо. Затем справа налево. Повторить 3 раза в каждую сторону.

5. Представить вращающийся перед вами обод велосипедного колеса и, наметив на нем определенную точку, следить за вращением этой точки. Сначала в одну сторону, затем в другую. Повторить 3 раза.

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

Ответы обучающихся: «Чтобы изучать оригинал», «Может быть оригинал нельзя использовать»

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

IV. Работа на закрепление (Работа в группах, исследовательский метод обучения;)

(10 мин.)

Задание 1. Работа в группах. (5 мин). (ПРИЛОЖЕНИЕ 3)

а) Постановка задачи группам.

Учитель :Каждая группа получает модель и карточку с вопросами. За 2 минуты вам нужно обсудить и заполнить пропуски в карточке.

1-я группа: получает детскую игрушку – автомобиль (модель в которой соблюдены основные принципы: внешняя форма и функции движения, но отсутствуют двигатель многие другие устройства, приводящие в движение реальный автомобиль).

2-я группа: получает книгу “Устройство автомобиля” (модель в которой автомобиль изображен схематически, подробно описаны детали и устройство, но отсутствует функция движения).

3-я группа: просматривает фильм об испытаниях автомобиля на одном из компьютеров (модель процесса, имитирующая воздействие на автомобиль при его столкновении с препятствием).

б) Обсуждение, заполнение карт (карта в формате А4, чтобы потом демонстрировать классу).

(Образец карточки в файле ПРИЛОЖЕНИЕ 3)

в) Выводы (4 мин).

Каждая группа демонстрирует свою модель, выступает с результатами заполнения карт.

Вопросы к группам:

Является ли модель сама объектом? (Да.)

Чем отличается модель и реальный объект? (некоторыми признаками или свойствами.)

Чем руководствуются при создании модели? (Целями.)

1. Задание 1.Выучить теоретический материал (конспект), §9, вопросы и задания стр. 165.

2. Задание 2. Заполните таблицу (Образец карточки в файле ПРИЛОЖЕНИЕ 3)

3. Задание 3 (Образец карточки в файле ПРИЛОЖЕНИЕ 3)

4. Подготовиться к тесту «Информационное моделирование как метод познания» в среде MyTestX (ПРИЛОЖЕНИЕ 1)

VI. Подведение итогов урока (3 мин.)

Выставление оценок «5», «4», «3».

Какие возникли вопросы?

Коротко о главном: Фразы из рефлексивного экрана (на слайде 23).

1. сегодня я узнал…

2. было интересно…

3. было трудно…

4. я выполнял задания…

5. я понял, что…

6. теперь я могу…

7. я почувствовал, что…

8. я приобрел…

9. я научился…

10. у меня получилось …

11. я смог…

12. я попробую…

13. меня удивило…

14. урок дал мне для жизни…

15. мне захотелось…

Литература:

1. Босова Л.Л., Босова А.Ю. Информатика, 6 кл. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2015. – 216 с.: ил.

2. Филиппова Е.В. Этапы компьютерного моделирования,

3. Поляков К.Ю. Модели и моделирование, – http://kpolyakov.narod.ru/index.htm

4. Конспект урока «Этапы компьютерного моделирования» –http://ivan101.narod.ru/gos/pril/18etapy-postr-modeley.htm

5. Пособие «Моделирование», – http://umk-model.narod.ru/p6.html

6. http://school-collection.edu.ru/catalog/search (единая коллекция цифровых образовательных ресурсов)

7. Метапредметный урок – это …https://infourok.ru/metapredmetniy-urok-eto-266081.html

8. Метапредметный подход. Что это такое? http://www.ug.ru/article/64