Моделирането като метод на познание
Цели на урока:
- Уроци:
- да се постигне усвояване от учениците на понятието "моделиране" и "модел";
- развийте уменията за работа с работния плот, програмата BROWN.
Оборудване: компютърен клас, мултимедиен проектор, презентация по темата на урока;
Софтуер: Модел на Брауново движение.
Тип урок: урок за изучаване на нов материал.
Тип на урока: комбиниран.
Структура на урока (ред на връзките между елементите на урока):
- Актуализиране на предишни знания (учебен контрол върху състоянието на знанията на ученика, който се извършва под формата на фронтално проучване);
- Формиране на нови понятия и методи на действие (организиране на дейностите на учениците за самостоятелно разкриване на същността на новите понятия: анализ на ситуации, работа с книга);
- Формиране на практически умения при работа с компютър.
Дизайн (писане на дъската):
Аз. Организационен момент
II. Актуализация на знанията
Прочетете темата на днешния урок (моделиране) от маркираните букви.
III. Домашна работа:
Учебник: стр. 5.1, въпрос. 1,2 s 240 (или параграф 4.1).
IV. Учител по информатика:
[1] Човечеството в своята дейност (научна, образователна, технологична, художествена) непрекъснато създава и използва модели на заобикалящия свят. Строги правила за строителствоНевъзможно е да се формулират модели, но човечеството е натрупало богат опит в моделирането на различни обекти и процеси.
Моделите позволяват да се визуализират обекти и процеси, които са недостъпни за директно възприятие (много големи или много малки обекти, много бързи или много бавни процеси и др.). В процеса на обучение често се използват визуални модели. В курса по география получаваме първите представи за нашата планета Земя, като изучаваме нейния модел - глобус, в курса по физика изучаваме работата на двигател с вътрешно горене по негов модел, в химията, когато изучаваме структурата на материята, използваме модели на молекули и кристални решетки, в биологията изучаваме устройството на човек с помощта на анатомични манекени и др. (Приложение 3 ), (Приложение 4 ).
Моделите играят изключително важна роля при проектирането и създаването на различни технически устройства, машини и механизми, сгради, електрически вериги и др. Без предварително създаване на чертеж (фиг. 4.1, [1]) е невъзможно да се произведе дори проста част, да не говорим за сложен механизъм (Приложение 5 ).
В процеса на проектиране на сгради и конструкции, в допълнение към чертежите, често се правят макети. По време на разработването на самолети поведението на техните модели във въздушните потоци се изучава в аеродинамичен тунел.
Разработването на електрическа верига задължително предшества създаването на електрически вериги и т.н.
Развитието на науката е невъзможно без създаването на теоретични модели (теории, закони, хипотези и др.), които отразяват структурата, свойствата и поведението на реални обекти. Създаването на нови теоретични модели понякога коренно променя представата на човечеството за света около нас (хелиоцентричната система на света на Коперник, моделът на Ръдърфорд-Бор на атома, моделът на разширяващата се Вселена,модел на човешкия геном и др.). Адекватността на теоретичните модели към законите на реалния свят се проверява с помощта на експерименти и експерименти (Приложение 6 ).
Цялото художествено творчество всъщност е процес на създаване на модели. Например, литературен жанр като басня пренася реални взаимоотношения между хората към взаимоотношения между животни и всъщност създава модели на човешки взаимоотношения. Освен това почти всяко литературно произведение може да се разглежда като модел на истински човешки живот. Картини, скулптури, театрални представления и др. (Приложение 7 ) също са модели, които отразяват действителността в художествена форма. [В тетрадките правим бележки] (Приложение 8 ).
Моделирането е метод на обучение, който се състои в създаване и изследване на модели. (Приложение 9 )
Модел. Всеки обект има голям брой различни свойства. В процеса на изграждане на модела се идентифицират основните свойства, които са най-значими за изследването (Приложение 10 ). В процеса на изследване на аеродинамичните качества на модел на самолет в аеродинамичен тунел е важно моделът да има геометрична прилика с оригинала, но цветът му, например, не е важен. При конструирането на електрически вериги - модели на електрически вериги - е необходимо да се вземе предвид редът на свързване на елементите на веригата един към друг, но тяхното геометрично разположение един спрямо друг не е важно и т.н.
Различните науки изследват обекти и процеси от различни ъгли и изграждат различни видове модели. Във физиката се изучават процесите на взаимодействие и изменение на обектите, в химията - техния химичен състав, в биологията - структурата и поведението на живите организми и т.н.
Да вземем за пример човек:различни науки тя се изследва в рамките на различни модели. В рамките на механиката може да се разглежда като материална точка, в химията - като обект, състоящ се от различни химични вещества, в биологията - като система, стремяща се към самосъхранение и т.н. (Приложение 11 ).
Модел е нов обект, който отразява съществените характеристики на обекта, явлението или процеса, които се изследват. (Приложение 12 ).
Географията, военното дело, навигацията и т.н. са невъзможни без информационни модели на земната повърхност под формата на карти (фиг. 4.3, [1]). Различните видове географски карти (политически, физически и др.) представляват информационни модели, които отразяват различни характеристики на земната повърхност, тоест един и същи обект се отразява от няколко модела (Приложение 13 ). От друга страна, различни обекти могат да бъдат описани с един и същ модел. Така в механиката различни материални тела (от планета до песъчинка) могат да се разглеждат като материални точки (Приложение 14 ).
Един и същи обект може да има множество модели и различни обекти могат да бъдат описани от един и същ модел. (Приложение 16 )
Никой модел не може да замени самия обект. Но при решаването на конкретен проблем, когато се интересуваме от определени свойства на изследвания обект, моделът се оказва полезен, а понякога и единствен инструмент за изследване.
Неща, които трябва да имате предвид
- Може ли един обект да има няколко модела? Дай пример.
- Могат ли различни обекти да бъдат описани с един и същи модел? Ако да, моля, дайте пример.
V.Компютърен експеримент
– Да разгледаме примера на модела Брауново движение на частици и молекули (Приложение 15 ). В тетрадка чертаем графики на движението на частиците.
VI. Резултатурок.
- Сега можете да дадете примери за модели от различни науки, да дадете мотивирано обяснение какви съществени характеристики трябва да бъдат показани в конкретен модел. (Приложение 17 )
- Благодаря за урока! Довиждане!
Използвана литература:
- Угринович Н.Д. Информатика и информационни технологии. 10-11: Лаборатория за основни знания. - М:, 2002.
- Иванова И.А. Информатика. 9 клас: Работилница. - Саратов: Лицей, 2004. стр.30