Моделирование и формализация. Исследование математической модели
методическая разработка по информатике и икт (11 класс) на тему
Урок по теме: «Моделирование и формализация.
Исследование математической модели "Истощение ресурсов пресной воды на планете"»
Скачать:
Предварительный просмотр:
Урок по теме: «Моделирование и формализация. Исследование математической модели "Истощение ресурсов пресной воды на планете"»
Учитель: Беляева Наталья Владимировна
Место работы: МБОУ СОШ р. п. Пушкино Советского района Саратовской области
Должность: учитель
Предмет: математика, информатика
Класс: 11
Тема: «Моделирование и формализация. Исследование математической модели "Истощение ресурсов пресной воды на планете"»
П. 2.6.3 – п.2.6.7 (по учебнику)
Учебник: Угринович Н.Д. « Информатика и информационные технологии: учебник для 11 класса»- М., БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010
Цели:
1.Образовательная: - обобщение знаний по теме «Модели, моделирование, формализация», использование математических методов в отражении экологических проблем с применением вычислительной техники, отображение связи между математической формулой и реальным процессом в природе.
2.Развивающая: - развитие теоретического и логического мышления у учащихся; познавательного интереса к предмету;
-формирование операционного мышления, направленного на выбор оптимальных решений;
- развитие умения самостоятельной работы за компьютером; умения применять современное программное обеспечение к решению математических задач,
- развитие творческой активности учащихся, отображение с помощью информационных и проектных технологий ситуации, связанной с истощением ресурсов пресной воды на планете.
3.Воспитательная: - воспитание экологической грамотности, осознанного чувства необходимости бережного отношения к водным ресурсам России и планеты в целом. Задачи: 1.Умение моделировать задачи на формальном (математическом) языке, решение их современными программными средствами — электронными таблицами. 2.Проверка знаний по данной теме, навыков решения задач с помощью электронных таблиц.
Тип урока: Интегрированный, комбинированный.
Оборудование: Компьютеры, программное обеспечение MS Office Excel, мультимедиа проектор, бланки тестирования, компьютерная презентация, слайды мини-проектов учащихся, 3G модем.
СТРУКТУРА И ХОД УРОКА:
№ | Этап урока | Название используемых ЭОР(с указанием порядкового номера из Таблицы 2) | Деятельность учителя (с указанием действий с ЭОР, например, демонстрация) | Деятельность ученика | Время (в мин.) |
1. | Организационный момент. | Организационная (приветствие, деловой настрой) Девиз урока: «Книга природы написана математическими символами» Не умыться, не напиться без воды, | Сообщить о готовности класса к уроку | 1 мин | |
2. | Вступительное слово учителя: Истинное благоразумие состоит в том, чтобы при начале какого-либо дела предусмотреть его конец - так гласит восточная мудрость. Мудрецы древности считали, что если хотите чтобы дело, которое вы начинаете, было во благо, необходимо его смоделировать, что позволит вам в дальнейшей жизни избежать многих ошибок. | Объявляет тему, цели и задачи урока. Предлагает учащимся записать в тетрадь дату проведения урока, его тему | Выполняют записи в тетрадях | 2 мин | |
3. | Актуализация опорных знаний учащихся | 1 | Предлагает учащимся ответить на вопросы (приложение №1) Ведет фронтальный опрос | Отвечают на вопросы учителя | 5 мин |
4. | Тестирование по теме «Модели и моделирование» | 2, 3 | корректирует работу класса | Выполняют работу и ее самопроверку | 4 мин |
5. | Постановка проблемы | 5,6 | Предлагает ознакомиться с мини-проектами на темы: Сообщение №1: Вода – основа развития Сообщение №2: Ресурсы пресных вод на планете Сообщение №3: Расходование воды в орошаемом земледелии Сообщение №4: Коммунально-бытовое потребление Сообщение №5: Экологическая ситуация в России Сообщение №6: Байкал Сообщение №7: Вода Байкала | сообщения учащихся и мини-проекты по экологии | 11 мин |
6. | Постановка задачи Компьютерная математическая модель – это программа, реализующая расчеты состояния моделируемой системы по ее математической модели. Имитационное моделирование воспроизводит поведение сложной системы, элементы которой могут вести себя случайным образом (поведение которых предсказать нельзя). Задача. Представим себе, что на Земле останется только один источник пресной воды - озеро Байкал. На сколько лет озеро Байкал обеспечит население всего мира водой? | Активизирует работу учащихся на создание математической модели Вопрос: Какими данными необходимо располагать, что бы получить ответ на поставленный вопрос задачи? (Ответ: зная количество воды в Байкале, численность населения Земли и потребление воды на 1 человека в год, можно найти, на сколько лет ее хватит). При составлении этой модели мы не учитываем возможные изменения климатических условий. И также считаем постоянными численность населения Земли и потребление воды на 1 человека в день. | Создание математической модели Цель моделирования – определить количество лет, в течение которых Байкал обеспечит население всего мира водой, исследовать построенную модель. Познание окружающего мира, определение последствий воздействия на объект и принятие правильного решения («Что будет, если…») Объектом моделирования является система, состоящая из двух компонентов: озера Байкал и населения Земли. | 2 мин | |
7. | Разработка модели учащимися | 4 | Для построения математической модели определим исходные данные. | работа у доски Обозначим: V – объем озера Байкал – 23000 км3; N – население Земли – 6 млрд. человек; р – потребление воды в среднем на 1 человека в день – 300 л. Т.к. 1 л = 1 дм3 воды, необходимо выполнить перевод V воды озера из км3 в дм3, V (км3)= V* 109 (м3) = V * 1012 (дм3) Результат - количество лет, за которое население Земли использует воды озера Байкала,- обозначим n . Получим n = (V* 1000000000000)/( N*р*365). | 3 мин |
8. | Компьютерный эксперимент | Предлагает учащимся выполнить задание на компьютере с помощью приложения Microsoft Office Excel | Выполнение задания на компьютере в Microsoft Office Excel | 7 мин | |
9. | Анализ результатов проведенного эксперимента | Дополнительные вопросы: 1. Сколько лет можно будет пользоваться водами Байкала, если потребление воды увеличится до 400 л на человека? 2.Сколько лет можно будет пользоваться водами Байкала, если население Земли уменьшится до 5,7 млрд. человек? | Выполняют компьютерный эксперимент, анализируют его результаты, делают выводы, ведут записи в тетради. | 2 мин | |
10. | On-line просмотр видео- сюжета о Байкале | О Байкале не расскажешь, его видеть надо, а он прекрасен и неповторим в любое время года | Открывают ссылку на видео: | 4 мин | |
11. | Постановка домашнего задания Мы смотрим едва ль не с восторгом, | Подготовьте презентацию или буклет об “исторической службе” реки Волги. Какие экологические проблемы связаны с хозяйственным использованием вод Волги? Какие меры можно предпринять, чтобы их решить? Смоделировать экологическую задачу в электронных таблицах. | Записывают домашнее задание, обсуждают его выполнение | 2 мин | |
12 | Подведение итогов урока | Подводит итог урока, сообщает оценки, благодарит за работу на уроке. | Выставляют полученные оценки в дневник | 2 мин |
ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ НА ДАННОМ УРОКЕ ЭОР:
№ | Название ресурса | Тип, вид ресурса | Форма предъявления информации (иллюстрация, презентация, видеофрагменты, тест, модель и т.д.) | Гиперссылка на ресурс, обеспечивающий доступ к ЭОР |
1. | Изучении темы "Моделирование" в школьном курсе информатики | К-тип | тест | http://school-collection.edu.ru/catalog/res/e4c57a49-5b6d-43ac-8e66-755ce63150ce/?from=016e0000-0000-fadf-80a3-80ef82b62bcf&interface=teacher&class=54&subject=19 |
2. | Назначение и виды информационных моделей | И-тип | Иллюстрация, текст с аудио воспроизведением | http://www.fcior.edu.ru/card/23405/naznachenie-i-vidy-informacionnyh-modeley.html |
3. | Построение информационных моделей | И-тип | Иллюстрация, текст с аудио воспроизведением | http://www.fcior.edu.ru/card/23369/postroenie-informacionnyh-modeley-is.html |
4. | Формализация задач из различных предметных областей. Формирование требований к ИС. | П-тип | тест | |
5. | Загрязнение гидросферы и литосферы как часть комплексного воздействия на среду | И-тип | Иллюстрация, текст с аудио воспроизведением | |
6. | Крупнейшие озера России, их происхождение | П-тип | текст с аудио воспроизведением |
ПРИЛОЖЕНИЯ к плану – конспекту урока:
Приложение №1: Вопросы фронтального опроса:
1. Что такое модель? (упрощенное представление реального объекта)
2. С какой целью создаются модели? (Для сохранения жизни и здоровья человека, уменьшение затрат материальных средств, для понимания сущности изучаемого объекта, для того, чтобы научиться управлять объектом, прогнозирование последствий, для решения прикладных задач)
3. Назовите модели по форме их представления.(Материальные, информационные, которые в свою очередь бывают графические, математические, словесные, т.е. образно-знаковые модели)
4. Приведите примеры моделей каждой формы.(детские игрушки - это материальные, схема электрической цепи или чертеж - это информационная модель, формула -знаковая)
5. Назовите виды моделей по временному фактору. Охарактеризуйте каждый вид. ( Статические и динамические)
- Что такое процесс моделирования? (процесс построения и исследования моделей)
- Что такое процесс формализации? (описание модели с помощью формального языка)
- Какую модель называют логической? (модель, в которой на основе анализа различных условий принимается решение)
- Какой процесс называют систематизацией? (упорядочение информации по определенному признаку)
Приложение №2:
(тест, составленный при помощи ЦОРа №1)
Вопросы теста:
Вариант №1:
13. Модель отражает:
a) все существующие признаки объекта;
b) некоторые из всех существующих;
c) существенные признаки в соответствии с целью моделирования;
d) некоторые существенные признаки объекта;
e) все существенные признаки.
14. Признак объекта при построении его информационной модели считается существенным в зависимости от:
a) числа признаков;
b) цели моделирования;
c) размера объекта;
d) стоимости объекта;
e) структуры объекта.
15. К числу математических моделей относится:
a) милицейский протокол;
b) правила дорожного движения;
c) формула вычисления корней квадратного уравнения;
d) кулинарный рецепт;
e) инструкция по сборке мебели.
16. Идея моделирования следует из основного тезиса формализации, то есть отражает возможность:
a) представления информации на материальном носителе;
b) разделение объекта и его имени;
c) обработки информации человеком;
d) хранения информации в памяти компьютера;
e) передачи информации посредством сигнала.
17. Моделью организации знаний можно считать:
a) расписание уроков;
b) оглавление учебника;
c) список литературы.
18. Выберите пару объектов, о которых можно сказать, что они находятся в отношении «объект – модель»:
a) страна – её столица;
b) курица – цыплята;
c) болт – чертёж болта.
19. Предмет, процесс или явление, имеющее уникальное имя и представляющее собой единое целое, называют:
a) моделью;
b) объектом;
c) алгоритмом.
20. Информационной моделью, которая имеет сетевую структуру, является:
a) файловая система компьютера;
b) генеалогическое дерево семьи;
c) модель компьютерной сети Интернет.
Вариант №2:
13. Вид информационной модели зависит от:
a) числа признаков;
b) цели моделирования;
c) размера объекта;
d) стоимости объекта.
14. Понятие модели имеет смысл при наличии:
a) моделирующего субъекта и моделируемого объекта;
b) цели моделирования и моделируемого объекта;
c) моделирующего субъекта, цели моделирования и моделируемого объекта;
d) цели моделирования и двух различных объектов;
e) желания сохранить информацию об объекте.
15. Представление существенных свойств и признаков объекта моделирования в выбранной форме называется:
a) моделированием;
b) формализацией;
c) систематизацией.
16. Признак объекта это:
a) его поведение и состояние;
b) его внешний вид и совокупность действий, которые можно над ним совершать;
c) свойство, состояние, поведение, действие объекта или их совокупность.
17. Какая модель компьютера является формальной (полученной в результате формализации)?
a) техническое описание компьютера;
b) рисунок компьютера;
c) логическая схема компьютера.
18. В таблице приведена классификация моделей и их использование. Установите соответствие между элементами первого и второго столбцов.
1. Материальные 2. Информационные 3. Смешанные | A) Театральные декорации B) Наука «Информатика» C) Библиотека D) Музей изобразительных искусств E) Глобус F) Макет скелета человека G) График зависимости скорости от времени I) Географический атлас Q) Компьютер |
19. Модель по сравнению с моделируемым объектом, содержит:
a) столько же информации;
b) меньше информации;
c) больше информации.
20. Выберите все основные свойства системы (правильных ответов 2):
a) относительность
b) понятность
c) конечность
d) делимость
e) определенность
f) целостность
g) массовость
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Разработки содержания уроков информатики в моделях по теме «Моделирование и формализация» 9 класс
Учебный материал позволяет очень быстро и визуально изучить тему «Моделирование и формализация» в 9 классе при помощи моделей содержания учебного материала и слайдовых презентаций, приступить к её пра...
Исследование и построение простейших математических моделей (решение задач)
Урок способствует совершенствованию навыков моделирования реальных ситуаций, исследованию построенных моделей с использованием аппарата алгебры, пробуждению интереса к изучению математики, расширению ...
Информационное моделирование математические модели
К учебнику Л.Л. Босовой...
Технологическая карта урока "Моделирование и формализация. Логические модели", информатика 11 класс, профильный
Информатика и ИКТ ( профильный курс) 11класс Тема урока: Моделирование и формализация. Логические модели. Тип урока: изучение нового материала Материал к уроку: флипчарт с опорными сигналами действ...
Урок по информатике "Исследование математической модели на языке программирования Pascal"
Конструирование урока в системе развивающего обучения Л. В. Занкова...
Пр. 7 Математическая модель и имитационное моделирование
Тренажер для практической работы...
Моделирование и формализация. Графические информационные модели
Технологическая карта урока. Моделирование и формализация. Графические информационные модели....