Методическая разработка по теме «Моделирование и формализация»
методическая разработка по информатике и икт (11 класс) на тему

Моделирование как метод познания.

Цели урока:

образовательные: 

• изучение понятия «модель», видов моделей и их назначения
• составление схемы моделирования
• составление информационной модели

развивающая: 

• развитие у учащихся познавательного интереса и творческих способностей 

воспитательные: 

• воспитание творческого подхода к работе. 
• воспитание культуры общения. 

Тип урока: изучение нового материала 

Форма проведения урока: эвристическая беседа, индивидуальная работа, групповая работа, практическая работа

Оборудование урока:

Программное обеспечение: MS Exсel, MS PowerPoint, презентация «Моделирование как метод познания. Типы моделей».

Дидактический материал: карточки с заданиями «Ситуация», «Типы моделей»

Наглядные пособия: плакат «Информационные модели»

Требования к знаниям, умениям и навыкам: Учащиеся должны иметь представление о моделировании как методе познания, общения практической деятельности; понимать сущность процесса информационного моделирования; знать определение и взаимосвязь понятий «модель», «моделирование», «информационная модель», классификацию моделей; уметь выделять в исследуемой ситуации объект, субъект, задачу исследования, цель моделирования.

Возраст: 11 класс

Продолжительность: 1 урок

План урока. 

1. Организационный момент
2. Актуализация знаний
3. Объяснение нового материала
4. Закрепление полученных знаний
5. Подведение итогов урока

Ход урока. 

1. Организационная часть
2. Мотивация познавательной деятельности.

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.

3. Объяснение нового материала

С различными моделями мы сталкиваемся еще в раннем детстве: 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 заменяет им коня и т.д.) В развитии ребенка, в процессе познания ими окружающего мира такие игрушки, являющиеся, по существу, моделями реальных объектов, играют важную роль.

Модели и моделирование используются человечеством давно. По сути, именно модели и модельные отношения обусловили появление разговорных языков, письменности, графики. Наскальные изображения наших предков, затем картины, книги – это модельные, информационные формы передачи знаний об окружающем мире последующим поколениям. Что же мы понимаем под понятием моделирование?

Моделирование – метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей. Т.е. исследование объектов путем построения и изучения моделей. (слайд 2)

Попробуем разобраться в том, что такое модель.

Моделью мы называем и некую уменьшенную копию какого-то предмета (глобус как модель земного шара, макет застройки жилого района, муляж яблока), и схему физического явления (планетарная модель земного шара), и образец создаваемого предмета (модель одежды, новая модель автомобиля), и описание последовательности действий (модель сборки изделия, модель разбора предложения по составу).

Какими бы ни были модели, в них можно выделить общие моменты. (слайд 3)

1. Любая модель строится в соответствии с некоторой целью, которая заранее определяется тем, кто занимается моделированием,  субъектом моделирования.
2. Во всех случаях моделирования есть некий объект, который субъект моделирования стремится как-то описать или представить.
3. Любая модель каким-то образом соответствует объекту, подобна ему.
4. В модели отражаются только некоторые свойства объекта, существенные с точки зрения цели моделирования.

Примеры.

Итак модель – это упрощенное подобие реального объекта, процесса или явления, которое отражает существенные свойства объекта в зависимости от целей моделирования. (слайд 4)

Существуют различные виды моделей. Их классификацию можно производить в соответствии с различными признаками. (слайд 5)

1.  По области использования:

• учебные – используются при обучении;
• опытные – это уменьшенные или увеличенные копии проектируемого объекта. Используют для исследования и прогнозирования его будущих характеристик;
• научно-технические – создаются для исследования процессов и явлений;
• игровые – репетиция поведения объекта в различных условиях (военные, экономические, деловые и др. игры);

2. По учету фактора времени:

• статические – описывающие состояние объекта в определенный момент времени (Примеры моделей: классификация животных, строение молекул, список посаженных деревьев, отчет об обследовании состояния зубов в школе и т.д.)
• динамические – описывающие процесс изменения и развития объекта. (Примеры: описание движения тел, развития организмов, процесс химических реакций)

Вопрос: твоя фотография и твой детский альбом, – к какому типу вы отнесете каждую из моделей и почему? (ответы учащихся)

3. По отрасли знания:

• химические
• экономические
• биологические
• исторические
• социологические и др.

4. По способу представления объекта:

• материальные
• информационные

Остановимся подробнее на последней классификации.

Как вы думаете о каком виде моделей писал американский поэт Генри Лонгфелло:

…Решил модель соорудить,
во всем подобную натуре,
…
И на модели без труда
Любой вопрос решить всегда.

(о материальных моделях)

Материальные модели воспроизводят геометрические и физические свойства оригинала и всегда имеют реальное воплощение.

Информационная модель – это описание объекта в некоторой форме. (слайд 6)

Примеры: глобус – материальная модель Земли, географическая карта – информационная модель.

Приведите свои примеры материальных и информационных моделей. (примеры учащихся)

Информационные модели по форме представления делят на: (слайд 7)

• словесные (вербальные);
• графические;
• табличные;
• математические.

(Примеры учащихся)

А теперь ответьте на такой вопрос: является ли истинным высказывание «Один и тот же объект может иметь множество моделей, а разные объекты могут описываться одной моделью». Обоснуйте свой ответ. (ответы учащихся). (слайды 8 и 9)

Приведите свои примеры, подтверждающие данное положение.

Ну а теперь давайте рассмотрим схему процесса создания информационной модели. (слайд 10) Комментарии к схеме:

• исследователь изучает объект;
• у исследователя есть определенная цель исследования объекта;
• объект обладает свойствами;
• исследователю доступна информация о свойствах объекта;
• некоторые свойства являются существенными для исследователя с точки зрения целей исследования;
• исследователь отбирает часть информации, которая поможет ему

4. Закрепление полученных знаний

1. Выделить в исследуемой ситуации: объект, субъект, задачу исследования, цель моделирования, модель. (Заполнить карточки)

Ситуации:

1. Конструктор на заводе игрушек разрабатывает новую машинку.
2. Мальчик запускает самолетик.
3. Художник рисует портрет девушки.

2. Распределите предложенные модели в две колонки: в одну поместите статические информационные модели, в другую – динамические. (см. Таблица «Информационные модели») Ответ I: С1, А2, С2, С3, С4. II: А1, В2, А3, В3, А4, В4)

3. Распределите предложенные модели по группам: словесные, табличные, графические, математические: (см. Таблица «Информационные модели») Ответ словесные: А1, С3; табличные: В1; графические: С1, А2, В2, В3, А4, С4

4. Практическая работа на ЭВМ. Создание информационной модели.

• План класса (Paint)
• Изменение численности населения (Excel)
• Блок-схема линейного алгоритма (Word)

6. Подведение итогов урока

Опорный конспект

_____________________ – это метод познания, состоящий в создании и изучении модели.

Модель   это _________________________________________________________________

Классификация моделей

Информационные модели

• _______________________
• _______________________
• _______________________
• _______________________

Схема создания информационной модели

Карточки к заданию№1