Межпредметный урок по теме «Компьютерное моделирование» с применением кластеров
Тип урока: метапредметный.
Раздел: информационные модели.
Цели: ознакомить с понятием и характеристикой компьютерного моделирования, основными видами компьютерных моделей; способствовать формированию у обучающихся следующих универсальных учебных действий:
личностные: умение ориентироваться в межличностных отношениях, установление связи между целью и мотивом деятельности;
регулятивные: целеполагание, составление плана и последовательности действий, коррекция, оценка результата;
познавательные: самостоятельное формулирование познавательной цели, поиск и выделение необходимой информации, моделирование, умения структурировать знания, осознанно и про-извольно строить речевое высказывание в устной форме;
коммуникативные: умения слушать и вступать в диалог, участвовать в коллективном обсуждении, с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли в соответствии с поставленной задачей; владение монологической и диалогической формами речи в соответствии с грамматическими нормами русского языка.
Задачи:
образовательная – познакомить обучающихся с основными видами компьютерных моделей; продолжить формирование практических умений в разработке компьютерных моделей; систематизировать знания по теме «Моделирование как метод познания»;
развивающая – способствовать развитию логического мышления (умения сравнивать, делать выводы и классифицировать), познавательной активности, умения работать в парах, группах;
воспитывающая – прививать навыки самостоятельной работы; воспитывать умение высказывать личное мнение и прислушиваться к мнению другого.
Используемые технологии: развитие критического мышления через чтение и письмо; коллективный способ обучения.
Оборудование: интерактивная доска, рабочие карты, задания на карточках, задания для работы в группах, фигурки человека, листы с изображением спирали развития, ноутбук.
Ход урока
Деятельность учителя | Деятельность учащихся | Оформление доски |
I. Организационный момент. | Демонстрируют готовность к уроку | |
II. Актуализация опорных знаний. Включает видеоряд. – В книге известного педагога я прочитала одну притчу. Зачитывает притчу (см. Приложение 1 к уроку). | Слушают притчу. | Иллюстративный видеоряд: книга, храм, страницы книги, мудрец, люди, ангел, камень, мальчик, молодой человек. |
– Что вы можете сказать об этой притче? | – Притча о жизни, о развитии человека. |
– Как представляли себе мир люди до того, как появился ангел? И после? | – Вначале мир был прекрасен, люди развивались благодаря тем знаниям, которые получали из Книги жизни. А после того, как появился ангел… |
– Оказывается, каждый человек представляет себе мир по-разному. Какой вывод можно сделать? | – Жизнь многолика. А Книгу жизни каждый пишет для себя самостоятельно. |
– Посмотрите видеофрагмент. | Смотрят видеофрагмент. | Видеофрагмент «Родник жизни». |
– Что вы можете сказать об увиденном? | – Здесь показано развитие жизни. | |
– Как происходит развитие жизни? Поделитесь своими впечатлениями. | – Оно происходит по определенным стадиям, и каждый раз эта стадия повторяется на новом уровне. | |
– Можно ли представить это схематично? Предложите свои варианты. – Чаще всего развитие представляют в виде спирали жизни: | Предлагают варианты | |
Индивидуальное задание по карточкам. – Сейчас я раздам трем ученикам карточки, в которых написано задание. Время для подготовки – 2 минуты. Мы должны будем угадать задуманный предмет. | Выполняют индивидуальное задание. Отгадывают предметы. | |
– Какое общее название можно дать действиям? | – Мы создавали модели. | |
– Что такое модель? | – Модель – это прототип оригинала, отражающий некоторые его существенные признаки. | |
– Назовите тему сегодняшнего урока | – Компьютерное моделирование | Запись темы урока |
III. Формирование новых знаний. | | |
– Как называется процесс создания модели? | – Моделирование. | |
– Назовите основные виды моделей. | – Материальные, информационные модели. | |
– Какие модели вы создавали? | – Информационные. | |
– Предлагаю поработать самостоятельно с текстами и рабочими картами-кластерами (см. Приложение 2 к уроку). Итогом вашей работы будут кластеры, заполненные согласно той информации, которую вы получите, прочитав текст. В текстах можно делать пометки. Время для выполнения этой работы – 5 минут. | Самостоятельно работают с текстами. | На магнитную доску вывешивают листы А3. |
Вызывает к доске одного из учеников с просьбой собрать кластер так, как он это сделал в рабочей карте. | Ученик выполняет работу у доски. | Представлены кластеры. |
– Что для вас было новым в этом тексте? | – Узнали еще один вид моделей – компьютерные, их классификацию – расчетные, графические, имитационные. | На интерактивной доске виды компьютерных моделей. |
– Дайте им краткую характеристику. | – Расчетные выполняются при помощи математических формул в компьютерной программе. Графические представляют собой наглядное изображение предмета, созданного в программе. Имитационные создают имитацию предмета или процесса, также в специальной компьютерной программе. | На магнитную доску вывешивают листы А3 |
– Предлагаю поработать в группах и создать модели «Биоритмы человека», используя справочный материал (см. Приложение 3 к уроку). 1-й группе необходимо собрать из предложенных вариантов формулу для расчета биоритмов человека. 2-й группе необходимо в программе Excel построить график биоритмов человека. 3-й группе необходимо из предложенных вариантов смайликов выстроить настроение вчерашнего дня. В результате работы у нас получатся три модели – расчетная, графическая и имитационная. Время для выполнения – 5 минут. Организует выступления групп с отчетом о проделанной работе (см. Приложение 3 к уроку). | Выполняют задание. 1-я группа вывешивает результаты на доску. 2-я группа показывает результат работы на компьютере. 3-я группа вывешивает результаты на доску. | |
– Какой вывод вы можете сделать? | – Что у одной задачи несколько вариантов решения, которые можно выразить разными моделями | |
IV. Итог урока. – Вернемся к той притче, с которой начали урок. Какую модель мы построили согласно этой притче? – Каждый человек в своей жизни проходит по спирали личностного развития, выстраивая ее самостоятельно, и если человек где-то останавливается, то причина кроется в нем самом. Перед вами фигурки человека и листы со спиралью личностного развития. Развитие всегда начинается снизу вверх, то есть от момента рождения. Предлагаю каждому взять фигурку и прикрепить ее на спираль там, где, как вам кажется, вы находитесь в своем развитии. И расскажите, почему именно так вы решили. – Желаю, чтобы вы не останавливались в своем личностном развитии ни перед какими трудностями, всегда шли вперед, преодолевая их с улыбкой. И чтобы ваша спираль развития росла с каждым днем | – Спираль развития. Прикрепляют фигурку человека и объясняют, на каком этапе развития находятся | На интерактивной доске спираль развития |
Приложения к уроку «Компьютерное моделирование»
Приложение 1
Притча о книге жизни
Была у людей дарованная Богом Книга жизни. Она покоилась в Храме знаний. Книга была чудотворная: каждый день в полночь в ней появлялась новая страница, на которой были записаны новые знания.
И был у людей Мудрец, которому были доверены Храм и Книга.
С наступлением полночи он с трепетом ждал мгновения, когда появится новая страница, потом до утра изучал новые знания. И с восходом солнца на главной площади передавал их людям.
Люди, воодушевленные Мудрецом, в тот же день претворяли эти знания в жизнь, становясь при этом краше, умнее, сильнее.
Но вот однажды, когда Мудрец изучал очередную страницу книги, перед ним возник лукавый в образе ангела, который запретил Мудрецу давать людям новые знания и положил камень на новую страницу.
Мудрец, удивленный произошедшим, спросил у ангела: «А что же я буду рассказывать людям?». На что ангел ответил: «Говори то, что записано на страницах книги до сегодняшнего дня. И так до тех пор, пока не будет снят запрет». Мудрец не стал перечить. Шло время. Страниц под камнем становилось все больше и больше. Но Мудрец не нарушал запрета. Постепенно жизнь людей стала приобретать серые краски. Люди начали быстро стареть и рано умирать, а дети либо были скучными, как старики, либо недоумками. И о Книге жизни и Храме знаний люди забыли.
И вот однажды, войдя в Храм знаний, Мудрец увидел маленького мальчика. Сбросив камень с Книги, он с упоением вчитывался в запретные страницы.
И пока он читал, с него сходила преждевременная старость, и после того как им была дочитана последняя страница, перед Мудрецом стоял двадцатилетний одухотворенный молодой человек. Молодой человек обратился к Мудрецу: «Я слушал тебя десять лет и, слушая, старел, а не рос. Мне нужна была свежая пища для духа, а ты давал негодную. Почему ты положил камень?». И Мудрец рассказал, что с ним произошло. «Запрет от лукавого, и он в тебе самом!..», – сказал молодой человек и тихо ушел.
Приложение 2
Текст для составления кластера
по теме «Компьютерное моделирование»
Человечество в своей деятельности (научной, образовательной, технологической, художественной и др.) постоянно создает и использует модели объектов окружающего мира. Строгие правила построения моделей сформулировать невозможно, однако человечество накопило богатый опыт моделирования различных объектов и процессов.
Модели играют чрезвычайно важную роль в проектировании и создании различных технических устройств, машин и механизмов, зданий, электрических цепей и т. д.
Развитие науки невозможно без создания теоретических моделей (теорий, знаний, гипотез и т. д.), отражающих строение, свойства и поведение реальных объектов. Создание новых теоретических моделей иногда коренным образом меняет представления человечества об окружающем мире.
Все модели можно разбить на три больших класса: модели материальные, модели информационные и модели компьютерные.
Материальные модели позволяют представить в материальной, наглядной форме объекты, недоступные для непосредственного исследования.
Информационные модели представляют объекты и процессы в образной или знаковой форме, а также в форме таблиц, блок-схем, графов.
Компьютерные модели можно разделить на 3 группы:
1) расчетные – это программы, реализующие расчеты состояния моделируемой системы по ее математической модели;
2) графические – это визуальное представление объектов, которые настолько сложны, что их описание иными способами не дает человеку ясного понимания. Здесь наглядность модели выходит на первый план;
3) имитационные – воспроизводят поведение сложных систем, элементы которых могут вести себя случайным образом, иначе говоря, поведение которых заранее предсказать нельзя.
Рабочая карта-кластер
«Компьютерное моделирование»
Приложение 3
Справочный материал к проблеме «Биоритмы человека».
Считается, что биоритмы человека включают в себя три циклических процесса, описывающих три стороны самочувствия человека: физическую, эмоциональную, интеллектуальную. Биоритмы характеризуют подъемы и спады нашего состояния.
За точку отсчета всех трех биоритмов берется день рождения человека. Все три биоритма в этот день пересекают ось абсцисс.
Физический биоритм характеризует жизненные силы человека. Периодичность физического биоритма – 23 дня.
Эмоциональный биоритм характеризует внутренний настрой человека. Его продолжительность – 28 дней.
Интеллектуальный биоритм характеризует мыслительные способности. Цикличность его – 33 дня.
Повсеместно используется формула:
B = (sin (2pi (t – f)/P)) 100 %, где P = {23, 28, 33},
B – состояние биоритма в % (может выражаться как состояние относительно нуля, а также как состояния нарастания или спада),
pi – число π,
t – количество дней относительно нуля единиц измерения до текущего момента,
f – количество дней от нуля единиц измерения времени до даты рождения,
P – фаза биоритма.
Модель «Биоритмы человека»