Информационное компьютерное моделирование. Виды моделей.

Урок информатики в 9-м классе на тему "Моделирование. Понятие модели"

Цели урока:

Образовательные:

• изучить на примерах понятие модели.

• познакомится с ролью моделирования в научных и практических исследованиях

• изучить типы моделей

Воспитательная:

• формирование  самостоятельности и ответственности при изучении нового материала

Развивающая:

• развитие внимания и аналитического мышления

Ход урока

1. Организационный момент.(2 мин)

Всем доброе утро. Садитесь. Я рада видеть всех вас. Ребята, как настроение? (отвечают). Здорово. Сегодня у нас не обычный урок, а не обычен он лишь тем, что у нас гости.

А начать его я хочу притчей. Однажды молодой человек пришёл к мудрецу и пожаловался ему: «Каждый день по 5 раз я произношу фразу «Я принимаю радость в мою жизнь, но радости в моей жизни нет». Мудрец положил перед собой ложку, свечу и кружку и попросил: «Назови, что ты выбираешь из них». «Ложку», - ответил юноша. «Произнеси это слово 5 раз», - сказал мудрец. «Я выбираю ложку», - послушно произнёс юноша 5 раз. «Вот видишь, сказал мудрец, - повторяй хоть миллион раз в день, ложка не станет твоей. Надо протянуть руку и взять ложку». И сегодня на уроке я призываю вас взять все свои знания и применить их.

1. Проверка домашнего задания, сбор листков с д/з (3мин)

Слайд 1.

1. Разгадывание темы урока по содержанию слайда. Объяснение нового материала. Беседа учителя о роли моделирования в научных и практических исследованиях.

Слайд 2

Сегодня речь пойдёт об очень важном для информатики понятии – МОДЕЛЬ. Это слово многим знакомо. С понятием “модель” мы сталкиваемся с детства. 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 им заменяет коня и т.д.).

Для каких целей создаются модели? Давайте рассмотрим следующую ситуацию.

Слайд 3

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...

Почему произошла такая ситуация? Можно ли было её избежать? Что для этого нужно было сделать?

Модели используются человечеством давно. Возможно, кто-то из вас занимается созданием моделей кораблей, автомобилей или самолётов. Такие модели называются техническими. Они воспроизводят некоторые свойства реальных устройств, например форму, способность плавать, ездить или летать.

Слайд 4

Приведем несколько примеров, поясняющих, что такое модель.

Прежде чем воздвигнуть здание, архитектор сооружает его из кубиков, чтобы посмотреть, как оно будет выглядеть. Это модель.

Слайд 5

Для того, чтобы объяснить, как функционирует система кровообращения, на уроке биологии учитель демонстрирует плакат, на котором изображены направления движения крови. Это модель.

Слайд 6

Перед тем как запустить в производство новый самолет, его помещают в аэродинамическую трубу и с помощью соответствующих датчиков определяют величины напряжений, возникающих в различных местах конструкции. Это модель.

Слайд 7

На стене висит картина, изображающая яблоневый сад в цвету. Это модель.

Слайд 8

Манекен в магазине – модель человека.

Слайд 9

Итак, можем дать определение модели:

Модель – это некоторое упрощённое подобие реального объекта, процесса или явления

Слайд 10

Приведите примеры моделей из жизни.

Слайд 11

Модели бывают натурными (материальными) и информационными

Слайд 12

Натурные модели

Моделируемый объект – это сложная система.

Автомобиль состоит из корпуса, двигателя, колёс, рулевого управления, салона и т.п. Модель автомобиля гораздо проще. В ней может отсутствовать двигатель, электропитание, рулевое управление и другие части, размер модели меньше размера настоящего автомобиля.

Слайд 13

Всякая модель воспроизводит только те свойства оригинала, которые понадобятся человеку при его использовании. Например манекен нужен для того, чтобы на него можно было одеть одежду для рекламы или для удобства портного, но способности ходить или разговаривать от него не требуются. Поэтому манекен должен воспроизводить лишь форму и размер человеческого тела.

Слайд 14

Цель создания производственного робота совсем другая. Робот должен воспроизводить некоторые физические действия человека: уметь брать и перемещать детали, закручивать и раскручивать болты и пр. Для достижения таких целей внешнего сходства с человеком совсем не требуется.

Слайд 15

Свойства объекта, отражённые в модели, зависят от цели моделирования.

Модели одного и того же объекта могут быть разными, если создаются для разных целей.

Слайд 16

Информационные модели

Для информатики именно информационные модели представляют наибольший интерес.

Если натурная модель объекта моделирования – это его физическое подобие, то информационная модель – это его описание.

Слайд 17

Способы описания могут быть различными: вербальный (словесный на естественном языке), математический (формулы), графический (рисунок, схема, чертёж).

Например, чертёж корабля, его рисунок являются графическим описанием, т.е. информационной моделью корабля.

Слайд 18,19

Привести ещё примеры

Слайд 20

Моделирование – это деятельность человека по созданию модели (натурной или информационной)

Слайд 21,22,23,24

Объектами моделирования могут быть материальные объекты (корабль, комета, живая клетка), явления (гроза, дождь, снег, солнечное затмение), процессы (полёт ракеты, изменение стоимости акций на фондовой бирже, учёба, химическая реакция).

Слайд 25

Слайд 26

Информационные модели одного и того же объекта, предназначенные для разных целей (так же как и натурные), могут существенно различаться.

Слайд 27

Очень часто людям приходится заполнять различные анкеты, личные карточки. Такие документы можно считать информационными моделями человека. По форме они одинаковые, а по содержанию разные.

Например, в личной карточке работника предприятия, которая хранится в отделе кадров, о нём имеются следующие сведения: фамилия, имя, отчество, пол, год рождения, место рождения, национальность, адрес проживания, образование, семейное положение. А в медицинскую карточку того же самого человека заносятся следующие данные: фамилия, имя, отчество, пол, год рождения, группа крови, вес, рост, хронические заболевания. В обществе охотников, членом которого является этот же человек, о нём хранится третий набор сведений.

Таким образом, разные цели моделирования – разные информационные модели.

Слайд 28

Компьютер – это инструмент для информационного моделирования. С его помощью можно воспроизвести самые сложные объекты, процессы и явления. Такие модели отображаются на экране в виде статического (неподвижного) или анимированного (подвижного) изображения, может сопровождаться звуком, т.е. использовать технологию мультимедиа.

В настоящее время весьма эффективным и значимым является метод компьютерного моделирования.

Слайд 29

Модель отражает лишь некоторые свойства объекта, существенные с точки зрения цели моделирования.

Если объект является сложным (т.е. состоит из множества взаимосвязанных частей), то его можно назвать системой.

В большинстве случаев объектами моделирования являются сложные системы: природные, технические, общественные и др.

Слайд 30,31,32,33,34,35

Модель используется как заменитель реальной системы для воспроизведения отдельных её функций, для прогноза её поведения в определённых условиях.

Слайд 36

Формализация – это результат перехода от реальных свойств объекта моделирования к их формальному обозначению в определённой знаковой форме.

Слайд 37

По-другому, формализация – это создание информационной модели, описывающей объект моделирования в форме каких-либо знаков: букв, цифр, рисунков, картографических элементов, математических или химических формул и т.п.

4. Рефлексия : заполнение тестовой таблицы.

4. Подведение итогов урока, выставление оценок

5. Домашнее задание: п.6, задания № 4, 5, 6.