Урок-исследование «Моделирование биоритмов человека в MS Excel»

Урок-исследование

«Моделирование биоритмов человека в MS Excel»

Тема урока:

Ход урока:

1. Актуализация знаний.

Бывают дни, когда опустишь руки.

И нет ни слов, ни музыки, ни сил.

В такие дни я был с собой в разлуке

И никого помочь мне не просил.

А. Макаревич

Глядя в ваши умные, внимательные глаза, я испытываю уверенность за наше сегодняшнее сотрудничество.

II. Операционно-исполнительский этап.

2.1. Постановка проблемы:

• Вы когда-нибудь размышляли над тем, почему наша жизнь «полосатая как зебра»: сегодня нам все удается, а через неделю примитивная задача кажется очень трудной; сегодня, несмотря на хмурый день, настроение отличное, а через 3 дня нас нервирует все вокруг. Почему в некоторые дни у вас все валится из рук, ничего не хочется, ничего не получается, а в другие – вы готовы свернуть горы, ощущаете подъем жизненных сил, у вас все идет как по маслу, без сучка и задоринки.

А вы замечали, что такое состояние повторяется через определенный промежуток времени и порой при этом в организме не происходит никаких видимых изменений

Человек меняется не только год от года, из месяца в месяц, но и день ото дня, час от часу. Колебания состояния организма – суть проявления биоритмов. Оказывается, можно не только прогнозировать, но при желании и улучшить нормальное протекание жизни, оптимизировать результаты человеческой деятельности.

Есть наука – хронобиология, которая занимается изучением биологических процессов, происходящих в живом организме, в различные отрезки времени. В ходе исторического развития человек усвоил определенный ритм жизни. Но темпы научно-технического прогресса приобретают скорый характер и предъявляют основательные требования к человеку, следовательно, проблема актуальности биоритмов является сегодня существенной. Воспользуемся элементами этой науки для моделирования собственных биоритмов.

• 2.2

• 2.4. Выдвижение гипотезы.

• Как вы думаете, зависит ли реальная жизнь человека от его биоритмов? Ваши предположения? Сформулируем в виде гипотезы: да, зависит.

• 2.5. Выбор метода решения проблемной ситуации.

• Каким способом мы можем проверить гипотезу? Практическим. Необходимо построить биоритмы.

• . Определите темы исследования.

• Итак, кто поможет мне сформулировать тема нашего урока? «Моделирование биоритмов человека в среде табличного процессора».

• 2.3. Формулирование цели исследования.

• Итак, наша цель – построить биоритмы конкретного человека.

• Актуализация знаний.

Вопрос: Что такое математическое моделирование?

Ответ: Математическое моделирование – это моделирование, при котором исследование объекта осуществляется посредством модели, сформулированной на языке математики.

Вопрос: Что такое компьютерная модель?

Ответ: Компьютерная модель – модель, реализованная средствами программной среды.

Вопрос: Что такое электронная таблица?

Ответ: Электронные таблицы предназначены для организации табличных расчетов на компьютере. Прикладные программы, работающие с электронными таблицами, называются табличными процессорами.

Наименьшая структурная единица электронной таблицы — ячейка. Имя ячейки складывается из буквенного имени столбца и номера строки.

В ячейке может помещаться текст (символьная последовательность), число, дата, формула.

Ячейки, в которые пользователь заносит числа, содержат исходные данные для вычислений. В ячейках с формулами получаются результаты вычислений.

Изменение исходных данных мгновенно приводит к пересчету формул, в которые эти данные входят.

Электронные таблицы (так же как и базы данных) можно рассматривать как информационные модели реальных объектов

Вопрос: Назовите бесплатные аналоги пакета MS Office, в состав которых входит табличный процессор?

Ответ: Open Office, Libre Office.

Ответ: Относительная ссылка указывает на ячейку, согласно ее положения относительно ячейки, содержащей формулу. Обозначение относительной ячейки – А1.

Абсолютная ссылка указывает на ячейку, местоположение которой неизменно. Обозначение абсолютной ячейки – $A$1.

Смешанная ссылка содержит комбинацию относительной и абсолютной ссылок – $A1, A$1

В процессе изучения технологии обработки числовых данных вы узнали, что электронная таблица является средством информационных технологий, позволяющее решать целый комплекс задач.

Все эти знания, умения и навыки будут направлены на решение задачи о биоритмах человека.

По ходу исследования предлагаю продумать ответ на вопрос: Теория  моделирования биоритмов имеет право на существование?

Учитель раздает учащимся текст, в котором написана история открытия биоритмов, который учащиеся ещё не читали, но содержание которого им уже частично знакомо из курса биологии. Учитель объясняет учащимся, что они будут читать текст, делая в нём пометки карандашом. Для этого нужно пользоваться следующими знаками:

«-» – Это противоречит моим знаниям;

V – Я знаю это;

+ - Новая информация;

? - Не понял;

Существует легенда о том, что еще в древнем Китае монахи день за днем вели наблюдения за человеком, записывая параметры его физической активности, умственных способностей и эмоционального состояния. В результате многолетних исследований они пришли к выводу, что эти три функции являются периодическими с периодами для физической активности 23 дня, эмоциональной – 28 дней и интеллектуальной – 33 дня.

Более ста лет назад психолог Герман Свỏбода пришел к заключению, что мысли и решения людей повторяются с определенной периодичностью. Анализируя заболевания пациентов, он сделал вывод, что существуют два биоритма – физический и эмоциональный. В тот же период к подобному выводу пришел другой ученый - отоларинголог Вильгельм Флисс, который сопоставил даты рождения пациентов и как протекали их заболевания. Оба исследователя пришли к тому же выводу: существуют физический (23 дня) и эмоциональный (28 дней) биоритмы.

И самое удивительное, что тогда же был обнаружен интеллектуальный биоритм. Его открыл преподаватель Фридрих Тельчер, который обнаружил зависимость между датой рождения студентов и результатами экзаменов. Так открыли интеллектуальный ритм – 33 дня. (Точнее физический биоритм стал продолжительностью - 23,688437 суток, эмоциональный биоритм - 28,426125 суток, а интеллектуальный биоритм - 33,163812 суток.). Единственное, что влияет на построение биоритмов, - дата рождения человека.

Даётся время (3 минуты) для того, чтобы прочитать его и сделать нужные пометки. Затем проходит обсуждение прочитанного.

В чем же суть теории? В момент рождения человека все три цикла стартуют с нулевой точки. В первой половине каждого периода, когда значения синусоиды положительны, наступает подъем работоспособности и улучшение физического, эмоционального и интеллектуального состояния. В дни второй половины периода, когда значения синусоиды отрицательны, наступает негативная фаза, которая значительно снижает возможности человека во всех областях. Пройдя обе фазы, цикл возвращается в исходную точку, и весь процесс повторяется.

Физический биоритм определяет энергию человека, его силу, выносливость, сопротивляемость болезням координацию движения. В течение первой половины (верхняя часть синусоиды) физического цикла человек энергичен и достигает лучших результатов в своей деятельности, растет сопротивляемость стрессам и заболеваниям, наступает наиболее оптимальное время для физических нагрузок. Во второй половине цикла (нижняя часть синусоиды) энергичность уступает расслабленности и лености.

Эмоциональный биоритм характеризует внутренний настрой человека, обусловливает состояние нервной системы и настроение; управляет творчеством, психическим здоровьем, чувственностью. В первой половине эмоционального цикла биоритма человек весел, оптимистичен и привлекателен для окружающих, переоценивает свои возможности, во второй половине - раздражителен, легко возбудим, недооценивает свои возможности, пессимистичен, все критически анализирует.

Интеллектуальный биоритм определяет творческую способность личности. регулирует память, внимание, восприимчивость к знаниям. Первая половина интеллектуального цикла биоритма характеризуется умственной и творческой активностью, человеку сопутствуют удача и успех; во второй половине происходит творческий спад, повышается утомляемость.

  Согласно теории биоритмов, для каждого цикла существуют критические дни (когда кривая каждого цикла проходит через "нулевую точку", а положительная половина цикла сменяется отрицательной, и наоборот). Для физического цикла критическими днями являются 1-й и 12-й день, для эмоционального -1-й и 15-й, для интеллектуального - 1-й и 17-й дни.

   Иногда кривые двух, а еще хуже - трех циклов пересекают "нулевую линию". Эти дни называются "двойными" или тройными критическими днями.

  В критические дни (когда происходит переход из одной фазы в другую) человек может ожидать для себя наибольших опасностей.

Ребята, как вы считаете важно ли вам знать о колебаниях своей работоспособности, интеллектуальном, эмоциональном и физическом потенциале? (ответы учащихся)

Почему? (можно использовать при планировании учебной деятельности.)

Один из показателей нашего с вами здоровья – правильная и четкая работа биоритмов человека. Незначительные сбои биоритмов приводят к ухудшению самочувствия и нередко свидетельствуют о начале серьезного заболевания. Наше состояние во многом зависит от того, насколько ваша деятельность и отдых соответствуют биологическим ритмам.

1. Краткий инструктаж по технике безопасности в компьютерном классе.

Сегодня мы проводим практическое занятие в компьютерном классе. Для обеспечения безопасной работы необходимо выполнять следующие правила:

• Нельзя самостоятельно, без разрешения учителя, включать и выключать компьютеры.

• Нельзя касаться тыльной стороны компьютера и проводов.

• Нельзя работать мокрыми руками и во влажной одежде.

• Нельзя нажимать клавиши ручкой или карандашом.

• Нельзя ходить по классу, вставать со своего места.

• В случае неисправности компьютера или при обнаружении запаха гари – позвать учителя.

• (9 слайд) Вначале предлагаю проверить эту теорию биоритмов на конкретном примере. Вслушайтесь, прочувствуйте вместе с автором …… (слушаем Смуглый отрок бродил по аллеям…). Эти стихи принадлежат перу Анны Ахматовой. Жизнь поэта неразрывно связана с его произведениями. Я приготовила для нашего маленького исследования это стихотворение, дата создания которого известна. Итак, наша цель – проанализировать состояние биоритмов А. Ахматовой в момент написания стихотворения.

• 

• (10 слайд) Стихотворение посвящено А.С. Пушкину, кумиру А. Ахматовой. Эмоциональный биоритм – пик, в стихотворении чувствуется гармония с окружающей природой, легкая грусть и восхищение. Интеллектуальный биоритм – пик, ощущение, что стихотворение написано на едином дыхании, как будто она шла и просто рассуждала в стихах, может быть, поэтому есть точная дата. Физический биоритм – благоприятный, человек в ладу с самим собой, его не тревожат физические недомогания. Данное стихотворение не опровергает это суждение.

• Ну а теперь предлагаю вам самим попробовать создать компьютерную модель биоритмов, используя свои биографические данные. Ваша задача построить график кривых своих биоритмов на текущий месяц. И на основе анализа индивидуальных биоритмов спрогнозировать благоприятные и неблагоприятные дни для различного рода деятельности. Для начала предлагаю составить проект модели  «Биоритмы человека» (по ходу занятия будем заполнять бланк проекта).

• ( 11 слайд) В бланке проекта нарисованы смайлики. Ваша задача сейчас – дорисовать рот. Но как? Посмотрите на карточки, которые у вас на столе и оцените свое физическое состояние, настроение и умственные способности на сегодняшний день. Смайликам ниже вы дорисуете ротики после построения своих биоритмов. Всегда интересно соответствие теории и практики.

• Сейчас мы проверим гипотезу о биоритмах. Для этого выполним практическую работу: “Как научиться жить в согласии с природой биоритмов или построение биоритмов человека”

• Ваша задача построить график кривых своих биоритмов на текущий месяц. И на основе анализа индивидуальных биоритмов спрогнозировать благоприятные и неблагоприятные дни для различного рода деятельности.

• 2.6. Составление плана исследования.

Какой процесс называют моделированием? (процесс, состоящий в создании и исследовании моделей)

Что будет результатом моделирования?

(Графическое представление биоритмов.)

Какие исходные данные необходимы для построения графиков? Слайд 22

• Дата рождение.

• Дата отсчета

• Длительность прогноза

1. За начало отсчета всех трех биоритмов берется день рождения человека. Очевидно, что момент появления на свет очень труден для него, ведь ребенок, появляясь на свет, меняет водную среду на воздушную. Происходит глобальная перестройка всего организма. С точки зрения биологии достаточно правдоподобно, что все три биоритма в этот день пересекают ось абсцисс.

2. Предположите, график какой функции вы видите на экране? Действительно, математики предположили, что эта зависимость синусоидальная и описывается следующими формулами:

Переменная х соответствует возрасту человека в днях:

- Физический цикл Rф (х) = sin (2π x /23);

- Эмоциональный цикл Rэ (х) = sin (2π x /28);

- Интеллектуальный цикл Rи (х) = sin (2π x /33);

3. Период исследования – 30 дней

Для работы вам необходимо использовать технологическую карту, для анализа таблицу значений биоритмов.

После построение своих биоритмов произвести анализ результатов.

2.7. «Открытие» детьми нового знания. Проверка гипотезы. Проведение эксперимента, наблюдений, лабораторной работы, чтение литературы, размышление, просмотр фрагментов учебных фильмов и т.д. Использование материальных или материализованных моделей. Создание мотивации на успех для каждого ребенка.

III. Оценочно-рефлексивный этап

3.1. Интерпретация полученных данных.

Итак, каждый из вас сейчас построил собственные биоритмы и их проанализировал. Давайте вернемся к вопросу: “Соответствует ли теория практике?”

Если значения сходятся, то можно сказать что данный биоритм вам подходит. Если же значения расходятся, то вы, наверно, находитесь под влиянием множества побочных факторов.

Остается не раскрытым только философский вопрос. /какой?/

Теория  моделирования биоритмов имеет право на существование? Прошу выдвигать ваши гипотезы. /Ваше отношение к рассматриваемой задаче, насколько реальна полученная информация, как к ней относится, верить или не верить полученным результатам?/

И так мы не пришли к консенсусу, каждый остается при своем мнении, однако существующие теории позволяют моделировать и анализировать циклические процессы биоритмов человека, что мы с вами проделали на уроке. А вот верить в достоверность подобных расчетов или нет – вопрос – открытый. Ответ на него быть может в будущем будет однозначно определен, быть может одним из вас.

3.2. Вывод по результатам исследовательской работы.

Подведем итоги. Вы посмотрели на свои графики, давайте подумаем и дадим друг другу советы, что нужно сделать:

1) если на спаде физический цикл?

(постарайтесь в это время преодолевать свою леность, не забывайте о прогулках на свежем воздухе и побольше физических занятий)

2) а если на спаде эмоциональный цикл?

(учитесь властвовать собою, начните день с улыбки, скажите несколько комплементов себе, окружающим, радуйтесь теплому солнечному дню…)

3)сложнее если в это время идет спад интеллектуальный… Что же делать в этом случае? (но и тогда не стоит огорчаться. Вспомните все то, что вы знаете. Ваши отличные и хорошие отметки соответствуют вашему интеллектуальному развитию. Значит, вам нужно только поверить в удачу и успех. А может, стоит принимать витамины или поработать с тестами – для развития памяти, внимания).

3.3. Применение новых знаний в учебной деятельности. Проверка понимания учащимися изученного материала и его первичное закрепление.

Сократ говорил: «Что самое трудное в жизни человека – это познание самого себя ...». Я надеюсь, что этот урок пополнил ваши знания не только в области информатики, но и знания о себе.

Кстати, кроме рассмотренных трех, существует еще масса других биоритмов: интуитивный, биоритм удачи. Специалисты насчитывают до 120 биологических ритмов. Уже доказано, что каждый человек успешно сочетает в себе целый комплект всевозможных биоритмов. У кого-то их может быть больше, у кого-то - меньше. Биоритмы рождаются вместе с самим человеком. Под их влиянием мы начинаем свой жизненный путь, совершаем те или иные поступки с различной степенью успешности. Теория биоритмов ни в коем случае не предсказывает будущее человека. Она лишь помогает выбрать подходящий момент для того, чтобы начать создавать наше будущее таким, каким нам хотелось бы его видеть. Помните, необходимо задумываться над каждым днем нашей жизни. Использование знаний о своих биоритмах укрепит Ваше здоровье, увеличит эффективность Вашей деятельности и сделает Вашу жизнь более гармоничной. Биоритмы – биоритмами, но главное верить в себя.

3.4. Итоги урока. Самооценка детьми собственной деятельности.

Прошу вас выразить свое мнение о сегодняшнем занятии, используя образ человека, у которого «все написано на лице»

Спасибо всем, урок окончен. До свидания.

IV. Домашнее задание. Домашнее задание предусматривает элементы выбора, творчества.

В течение месяца вести дневник наблюдений своего физического, интеллектуального и эмоционального состояния, оценивая их ежедневно по шкале:

1, 0, -1 (см. таблицу 1).

Для самооценки своего состояния мы предложили определённые критерии, которых следует придерживаться (см. таблицу 2).