Урок 1. Поняття моделі. Моделювання

1 Вересня 2016
Вересень 1, 2016
Урок 2. Практична робота №1 «Побудова інформаційної моделі»
Вересень 3, 2016

Урок 1 (web-версія конспекту без зображень)

Тема: Поняття моделі. Моделювання

Мета :

  • навчальна: ввести поняття моделі, розглянути різновиди моделей. Вчитися будувати;
  • розвиваюча: розвивати логічне мислення; формувати вміння діяти за інструкцією, планувати свою діяльність, аналізувати i робити висновки;
  • виховна:  виховувати інформаційну культуру учнів, уважність, акуратність, дисциплінованість

Обладнання: комп’ютери кабінету з виходом в мережу Інтернет, мультимедійний проектор, презентація уроку.

Тип уроку: урок семінар.

(конспект уроку та презентація розроблені на основі матеріалу підручника «Інформатика (Ривкінд, Лисенко, Чернікова, Шакотько) 11 клас рівень стандарту») 

ХІД УРОКУ

І. Організація класу до уроку

  1. Привітання із класом
  2. Повідомлення теми і мети уроку

ІІ. Ознайомлення з правилами техніки безпеки.

ІІІ. Вивчення нового матеріалу

Людина у будь-якій діяльності постійно користується моделями. Діти грають іграшками — зменшеними копіями реальних об’єктів. Для гри використовують не тільки готові моделі, а й створені власними руками з пластиліну, деталей конструктора. У школі діти ознайомлюються з іншими моделями: аплікація, рисунок, креслення, глобус, моделі фізичних пристроїв тощо. У подальшому житті люди також використовують моделі — макет (проект) будинку, автомобіля, моделювання фізичних, хімічних явищ та процесів. Спробуємо дати означення поняттю «модель». Закінчіть речення: «Модель — ...»

Учні записують власні думки, читають та аналізують отримані вислови. Модель (від лат. modulus — міра, зразок, норма) — це прообраз, опис або зображення якогось об’єкта.

Моделлю може бути будь-який об’єкт, явище або мисленнєвий образ, за допомогою яких вивчають більш складні об’єкти. Моделі використовують тоді, коли безпосередньо дослідити відповідні об’єкти-оригінали складно або й неможливо. В іншому випадку

моделі використовують для дослідження ще й неіснуючих об’єктів. Крім матеріальних моделей (іграшки, глобуса, макета будинку), існують абстрактні моделі: описи, формули, зображення, схеми, креслення, графіки тощо. За допомогою математичних формул  описують, скажімо, арифметичні операції, співвідношення в геометрії, закони руху і взаємодії тіл, хімічні формули (Svt=, C3H8, cab222=+, ...). Користуючись таблицями, графіками, діаграмами, можна відображати різноманітні явища, процеси закономірності і залежності реального світу.

Усі абстрактні моделі, які можна подати за допомогою набору знаків (геометричних фігур, символів, фрагментів тексту), — це знакові моделі. Для побудови знакової моделі потрібно знати значення знаків, що використовуються. Абстрактні моделі, одержані внаслідок висновків, висловів називають вербальними (від лат. verbalis — усний). Під час вивчення інформатики нас цікавитимуть інформаційні моделі, тобто такі, що стосуються інформаційних процесів. До якої із зазначених вище множин можуть належати ці моделі? По-перше, інформаційні моделі мають бути абстрактними, оскільки, як відомо, інформація — це нематеріальна категорія. По-друге, інформаційні моделі мають бути знаковими, тому що повідомлення зображують у вигляді знаків. Знакові моделі прийнято поділяти на  математичні й інформаційні. Математична модель — це модель, що описує об’єкт, явище чи процес мовою математики. Інформаційна модель — це модель, що описує інформаційні процеси або містить інформацію про властивості і стан об’єктів, процесів, явищ.

До інформаційних моделей належать тексти довідкових видань, енциклопедій.

Якщо модель формулюється таким чином, що її можна обробити на комп’ютері, вона називається комп’ютерною.

Комп’ютерна модель — це модель (математична чи інформаційна), реалізована за допомогою програмних засобів.

Всі знання людства про реальний світ — це безліч інформаційних моделей.

Галузі використання

  • навчальні — наочні посібники, тренажери, навчальні програми;
  • дослідні — створюються для дослідження характеристик реального об'єкта (наприклад, модель теплоходу перевіряється на плавучість, а модель літака — на аеродинамічні характеристики);
  • науково-технічні — для дослідження процесів та явищ (наприклад, ядерний реактор або синхрофазотрон);
  • ігрові моделі — для вивчення можливої поведінки об'єкта в запрограмованих або непередбачених ситуаціях (наприклад: військові,
  • економічні, спортивні ігри тощо);
  • імітаційні моделі — виконується імітація дійсної ситуації, що багато повторюється для вивчення реальних обставин (наприклад: випробування лікарських препаратів на мишах або інших тваринах, політ собаки в космос).

Фактор часу

  • динамічні
  • статичні

Форми подання інформації:

  • Словесні;
  • Жести і сигнали;
  • Символьні — формули, що відображають зв'язок різних параметрів об'єкта;
  • Графічні (геометричні);
  • Структурні — схеми, графіки, таблиці;
  • Образні;
  • Логічні — моделі, в яких представлені різні варіанти вибору дій на основі різних заключень та аналізу умов;
  • Спеціальні — ноти, хімічні формули тощо;

Образні моделі

Образні моделі (малюнки, фотографії та ін) представляють собою зорові образи об'єктів, зафіксовані на будь-якому носії інформації (папері, фото- і кіноплівці та ін). Образні інформаційні моделі широко використовуються в освіті, де потрібна класифікація об'єктів за їхніми зовнішніми ознаками (навчальні плакати з ботаніки, біології та фізики).

Знакові інформаційні моделі

Знакові інформаційні моделі будуються з використанням різних мов (знакових систем). Знакова інформаційна модель може бути представлена у формі тексту (наприклад, програми на мові програмування) або формули (наприклад, другого закону Ньютона F=mа).

Табличні моделі

Широко поширені інформаційні моделі у формі таблиць. У таблиці хімічних елементів Д. І. Менделєєва хімічні елементи розташовуються в клітинках таблиці за зростанням атомних ваг, а в стовпцях — за кількістю валентних електронів.

Ще однією поширеною формою інформаційної моделі є прямокутна таблиця, що складається з рядків і стовпців. Використання таблиць настільки звично, що для їхнього розуміння зазвичай не потрібно додаткових пояснень.

Мова представлення

Інформаційні моделі діляться на описові та формальні.

Описові інформаційні моделі — це моделі, створені природною мовою (тобто будь-якою мовою спілкування між людьми: англійською, українською, китайською, мальтійською тощо) в усній або письмовій формі.

Формальні інформаційні моделі — це моделі, створені формальною мовою (тобто науковою, професійною або спеціалізованою, наприклад мовою програмування). Приклади формальних моделей: всі види формул, таблиці, графи, карти, схеми і т. д.

За інструментами реалізації

  • комп'ютерні
  • некомп'ютерні

IV. Формування практичних умінь і навичок

Завдання 1.   Працюємо з підручником

Увага! Під час роботи з комп’ютером дотримуйтеся правил безпеки та санітарно-гігієнічних норм.  (Інструктаж з правил техніки безпеки)

Завдання № 1, 3-4, 6-7, 9 на с. 9-10  підручника

Додаткові матеріали для уроку розміщені в папці D:/11 клас/Тема 1

V. Підсумок уроку

Обговорюємо

  1. Що таке модель об’єкта?
  2. Для чого створюються моделі?
  3. Що таке предметна область дослідження?
  4. Поясніть, у чому полягає процес моделювання.
  5. Чим модель об’єкта відрізняється від реального об’єкта?

Рефлексія

  • Що нового сьогодні дізналися?
  • Чого навчилися?
  • Що сподобалось на уроці, а що ні?
  • Чи виникали труднощі?

VI. Домашнє завдання

Опрацювати параграф підручника п.1.1

Завантажити конспект