Конспекты уроков по теме "Моделирование"

Конспекты уроков раздела: «Моделирование».

Конспект урока № 1 по теме: «Представление об объектах окружающего мира».

1. Введение.

Окружающий мир состоит из множества объектов, которые вы познаете вместе с родителями, учителями. Каждая дисциплина помогает вам познать мир с позиции своей области знаний.

Так на уроках географии вы изучаете географические объекты и процессы, происходящие на планете Земля, а на уроках истории знакомитесь с этапами развития человеческого общества. Таким образом, вы формируете физическую, химическую, историческую картины мира.

Чтобы свести эти представления в единое целое, надо попытаться найти что – то общее во всем этом многообразии. Этим общим является информация. Человек получает информацию из окружающего мира и на основании этой информации формирует свое представление о нем, то есть создает информационную картину мира.

1. Объект.

Посмотрите вокруг, и вы увидите многочисленные примеры одушевленных и неодушевленных предметов. Это представители живой природы – люди, животные, растения, не живого происхождения – горы, звезды, озеро. Изделия созданные руками человека – стол, книга, ручка, компьютер. Эти объекты материальны и имеют форму. Можно привести примеры объектов, которые не имеют определенной формы: снег, песок, вода.

Объектом считается так же и то, что создается в результате умственной деятельности человека: стихотворение, музыкальное произведение.

Человек сталкивается с природными явлениями: молния, гроза, радуга.

Объект – это некоторая часть окружающего мира, рассматриваемая человеком как единое целое.

Имя – это основная характеристика, которая позволяет отличить один объект от другого.

Свойства и параметры объекта. Рассмотрим объект «книга». Чтобы отличить книгу от «не книг» надо перечислить ее свойства. Каждую книгу можно охарактеризовать с количественной стороны: размер страницы, количество страниц. С качественной стороны: автор, содержание, оформление. По содержанию книга может быть художественной, учебной, справочной. Чтобы отличить одну книгу от другой надо перечислить конкретные значения свойств объекта.

Свойство объекта, которое может быть представлено конкретным значением, часто называют параметром.

Параметры, описывающие качественные характеристики объекта (вес, возраст, размер) наз. величиной.

Параметры, описывающие качественные характеристики (цвет, форма, вкус, материал) наз. признаками.

Упражнение: Привести конкретные значения параметров разных книг, собак.

Действие как характеристика объекта. В реальной жизни объекты при определенных обстоятельствах либо сами, либо под воздействием других объектов могут выполнять какие - то действия. Человек: думает, пишет, читает. Собака: сторожит дом, ест, бежит.

Упражнение: написать какие действия выполняют такие объекты как: книга, текст, орел, мяч.

Часто в окружающем мире мы наблюдаем последовательную смену состояний объекта как результат некоторых воздействий. Говорят, что происходит некоторый процесс. Многим процессам человек дал названия горение, старение, развитие, полет. Процессы характеризуются свойствами и параметрами. Движение характеризуется скоростью, продолжительностью, пройденным расстоянием.

Описание объектов. Любой объект можно описать при помощи слов, в виде загадок, ребусов, кроссворда.

Упражнение: придумать загадку про объекты: Урок, Пингвин, Компьютер, Мышь.

Контрольные вопросы (мини сам. работа):

1. Приведите примеры материальных объектов.

2. Приведите примеры нематериальных объектов.

3. Можно ли с помощью имени дать полную характеристику объекту. Как можно с помощью имени конкретизировать объект.

4. Что такое параметры объекта. Приведите примеры.

5. Что такое действие объекта. Приведите примеры.

6. Какими свойствами можно охарактеризовать объекты «ручка для письма», «автомобиль», «стихотворение».

7. Какие значения могут быть у свойства «вид линовки» для объекта «тетрадь», у параметра «вес» «длина хвоста» объекта «кошка».

8. Загадку про объект.

Конспект урока № 2 по теме «Моделирование».

1. Моделирование.

В нашей жизни встречаются сложные объекты, которые человек изучает строя их модель.

Модель – заместитель оригинала, отражающий некоторые его характеристики. Пример: глобус – модель земли. Для любого объекта может существовать множество моделей, различных по сложности и степени сходства с оригиналом.

Моделирование – это метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей.

Исходный объект	Модель	Свойства	Действия	Среда
Медведь	Плюшевый мишка	Внешний облик	-	-
Автомобиль	Игрушечная машинка	Внешний вид, основные узлы	Перемещение под действием вращения колес	-
Пингвин	Объемная зоологическая композиция в музее	Внешний облик	-	Антарктический пейзаж, приметы климата

Умение распознавать образы, сопоставлять информацию и делать выводы формируется у детей до 3 – х лет. Ребенок, играя с плюшевым мишкой, без труда узнает настоящего в зоопарке.

Модели создаются с разной целью: - уменьшенная и упрощенная модель корабля, помещенная в бассейн, позволяет изучить его поведение на качке.

- велотренажер используется для тренировок,

- искусственное сердце спасает жизнь больного.

Представление моделей может быть материальным (глобус, тренажер) и нематериальным (формула, чертеж, текст).

II. Информационная модель объекта.

Прежде чем построить модель объекта надо собрать о нем информацию и предоставить ее в надлежащей форме. В этом случае говорят о создании и использовании информационной модели объекта. Рассмотрим пример. Вам надо нарисовать реальный объект «собака». Какова информационная модель отвечающая этой цели ( порода, окрас, повадки,,. Не интересно чем питается).

Изменим цель: определите какими характеристиками должна обладать собака, пригодная для службы на границе (нюх, выносливость, быстрота бега, способность к дрессировке).

Выделим главное! При построении информационной модели сначала следует задаться целью, а затем отобрать необходимую информацию.

Информационная модель – целенаправленно отобранная информация об объекте, которая отражает наиболее существенные для исследователя свойства этого объекта.

Формы представления моделей: - в виде жестов,

- устная,

- символьная,

- графическая,

- табличная.

Примеры: 1. Регулировщик уличного движения (для водителя информация о поведении на дороге). 2. Цветок (для медика химический состав растения в виде химических формул, для художника параметры, характеризующие внешний облик цветка в виде описания, рисунка). 3. Дискета (цель изучить носители информации, в виде таблицы).

Объект	Название параметра	Возможные значения параметра	Действия	Среда
Дискета	Размер Объем Фирма произв.	5,25 ’’,3,5 ’’ 1,2 Мб, 1,44 Sony, Basf	Вставлять в устройства чтения и записи, Форматировать, Записывать, считывать, хранить информацию	Компьютер, дисковод

Контрольные вопросы (мини - самостоятельная работа):

1. Что такое модель объекта.

2. Приведите примеры материальных и нематериальных объектов.

3. Приведите примеры моделей объекта «дом».

4. Приведите примеры моделей объекта «ученик».

5. Что такое информационная модель.

6. Составьте информационную модель объекта «самолет» с целью характеристики его для пассажира. Как изменится эта модель если изменить цель – характеристика самолета как технического средства.

7. Составьте информационную модель объекта «арбуз» для разных целей: нарисовать рисунок, вырастить.

Домашнее задание учебник Угриновича с. 237 - 240

Конспект урока № 3 по теме: «Система объектов».

1. Отношения объектов.

Мир представляет собой разнообразие объектов, процессов, явлений. Какое место занимает в нем каждый объект, какова его роль? Чтобы ответить на эти вопросы надо сравнить объекты. Сравнение объектов по каким – либо признакам позволяет установить разнообразные отношения между ними:

• Пространственные отношения, характеризующие расположение в пространстве одного объекта по отношению к другому,

• Временные отношения, которые сравнивают время наступления событий, связанных с разными объектами,

• Отношения части и целого, устанавливающие, что один объект является частью другого.

• Отношения формы и содержания, сравнивающие объекты по форме и (или) содержанию,

• Математические отношения, позволяющие сравнивать математические объекты (числа, значения переменных, выражения),

• Общественные отношения, характеризующие взаимоотношения между людьми.

Примеры отношений: 1. Колесо – часть машины (часть - целое).

2. Март приходит на смену февралю (временные).

3. Москва ближе к Казани, чем к Томску (пространственные).

4. Вода, налитая в стакан, принимает его форму (форма - содержание).

5. 25 3 (математические отношения).

Отличить один объект от другого можно, сравнивая их свойства. Свойства – это и есть отношения между объектами.

1. Связи объектов.

Механические связи: между велосипедным колесом и педалями, между часовыми стрелками и механизмом, расположенным в часах.

Электромеханические связи: между счетчиком и бытовым прибором. Во всех приведенных примерах изменение параметров одного объекта приводило к изменению параметров другого.

Межличностные отношения: между людьми.

Географическая связь: дорога, тропинка, река.

Экономическая связь: тракторы, комбайны, одежда, мебель.

Экологическая связь: вырубка лесов – губительна.

Связь – такое отношения между объектами, когда изменение параметров одного объекта приводит к изменению параметров другого объекта.

Связи между объектами можно описать словами, представить формулами, изобразить схематически.

1. Система объектов.

Практически у любого объекта можно выделить составные части: шариковая ручка состоит из корпуса и стержня, пирожок – из теста и начинки. Составные части объекта взаимодействуют между собой.

Система – совокупность взаимосвязанных объектов, воспринимаемая как единое целое.

Примеры систем:

Система	Разновидность	Объекты
Солнечная система	Планетарная	Солнце, Земля, Нептун, Плутон и др.
Школа	Организационная	Здание, оборудование, учителя, ученики
Компьютер	Техническая	Системный блок, клавиатура, монитор, ПО
Система счисления	Знаковая	Символы, цифры
Аквариум	Биологическая	Емкость, вода, водоросли, рыбки

Контрольные вопросы:

1. Приведите примеры пространственных отношений между объектами.

2. Приведите пример временных отношений.

3. Приведите пример части и целого.

4. Какая связь существует между лампой и электрической розеткой.

5. Когда два человека беседуют, существует ли между ними связь.

6. Приведите примеры географических связей.

7. Когда объект можно назвать системой. Примеры.

8. Можно ли назвать объект «ножницы» системой. Обоснуйте ответ.

9. Из каких объектов состоит система «очки».

Домашнее задание учебник Угриновича с. 243 – 245.

Конспект урока № 4 по теме: «Информационная модель системы». \+ учебник Угриновича чтение и запись на уроке \

Этапы построения информационной системы:

1. Описание системы как единого объекта.

Пример информационной модели объекта «велосипед» (цель – покупка велосипеда)

Объект	Название	Возможные значения	Действия
Велосипед	Вид Размер Тип	Спортивный, дорожный, гоночный Детский, подростковый, Взрослый Складной, трехколесный, женский	Управлять, перемещаться, разгоняться, тормозить

1. Информационная модель элементов системы (анализ).

Пример информационной модели элементов системы «велосипед» (цель - эксплуатация)

Объекты	Параметры	Действия
Рама	Форма, материал, прочность	Соединять элементы конструкции
Колеса	Форма, размер, расположение	Вращаться Сцепляться с дорогой
Педали	Расстояние между педалями	Вращать
Руль	Форма, расположение	Поворачивать Придавать устойчивость

1. Описание связей и отношений между элементами системы.

1. Описание взаимодействия элементов системы.

Для вращения надо нажать на педаль, для придания направления повернуть руль и т. д.

Контрольный вопрос: 1. Составьте информационную модель систем «классная комната», «садовый участок».

Угринович с.283 «Информационные модели управления объектами».

Конспект урока № 5 по теме: «Классификация моделей».

I. Введение.

Класс – группа объектов с одинаковым набором характеристик.

Классификация – распределение объектов на классы и подклассы на основании общих признаков.

Пример классификация (виды) компьютерных документов:

Вид документа	Форма представления информации	Объекты документа	Среда
Текст	Символьная	Символ Слово Предложение Абзац Страница Текст	Текстовый редактор или процессор
Графика	Графическая	Пиксель Графический примитив Рисунок	Графический редактор
Таблица	Табличная	Ячейка Блок ячеек Таблица Диаграмма	Табличный процессор
База данных	Список или картотека	Элемент поля Поле Запись База данных	Система управления базой данных
Составной документ	Символьная Графическая Табличная Список	Внедренные объекты разных сред: текст, графика, таблицы, формулы, звук.	Текстовый процессор Редактор презентаций

1. Виды моделей.

1. По области использования модели делятся на:

   • Учебные (наглядные пособия, тренажеры)

   • Опытные (решают технические, экологические проблемы)

   • Научно – технические (исследуют процессы и явления)

   • Игровые (репетируют поведение объекта в различных ситуациях)

   • Имитационные ( метод проб и ошибок, выявления побочных действий лекарства).

1. По фактору времени: - статические (единовременный срез информации, осмотр у стоматолога) и динамические (изменение объекта во времени, медицинская карта о состоянии зубов в течении нескольких лет ).

2. По способу представления:

• Материальные

• Абстрактные (делятся на вербальные и информационные).

Домашняя работа \учебник Угриновича с. 245 «Типы информационных моделей»\

Конспект урока № 6 по теме: «Основные этапы моделирования. Подготовка к контрольной работе».

Угринович с. 253 – 255

Процесс разработки моделей и их исследования на компьютере можно разделить на несколько основных этапов.

1. Описательная информационная модель. Выделяет существенные свойства объекта, а не существенными пренебрегает.

2. Формализованная модель, т.е. описательная информационная модель записывается с помощью какого – либо формального языка (формул, уравнений, неравенств).

3. Компьютерную модель, т.е. выразить ее на понятном компьютеру языке. Два построения компьютерной модели:

1. построение алгоритма решения задачи и его кодирование на одном из языков программирования,

2. построение компьютерной модели с использованием одного из приложений (электронных таблиц, СУБД).

1. Проведение компьютерного эксперимента. Т.е. запустить программу и проверить результаты, построить диаграмму.

2. Анализ полученных результатов и корректировка исследуемой

модели.

Тема урока № 3: «Информационные модели на графах».

Граф – это средство для наглядного представления состава и структуры системы.

Граф состоит из вершин, связанных дугами или ребрами. Вершины могут быть изображены кругами, прямоугольниками, точками…

Связи между вершинами изображаются линиями.

Если линия направленная, то она называется дугой. Если не направленная, то ребром.

Граф, в котором направлены все линии, называется ориентированным графом. Пример, схема метро.

Взвешенный граф – это граф, в котором с вершинами или линиями связана некоторая дополнительная информация. Эта информация называется весом вершины или линии. Вес задается в виде надписи на вершине или линии.

Дерево – это граф, предназначенный для отображения связей между объектами как вложенность, подчиненность, наследование и т. п. Строится он следующим образом. Сначала рисуем «главную» вершину, которая не зависит ни от одной другой вершины. Эта вершина называется корнем дерева и является единственной вершиной «1-ого уровня». Далее добавляем вершины второго уровня. Полученный граф напоминает куст.

Практическая работа задания № 7,8 из решебника Семакина

11