Вводный урок по теме "Моделирование, типы и виды моделей"

Разработка урока информатики и ИКТ в 11-м классе
по теме "Модели и моделирование"

Цели:

1. Познакомить с понятиями: модель, моделирование, объект;

2. Формировать целостное восприятие окружающего мира;

3. Формировать познавательный интерес школьников.

Ход урока

1. Организационный момент

2. Изучение нового материала

(Слайд 2) Запишите в тетради тему урока «Модели и моделирование». Человечество в своей деятельности постоянно создает и использует модели окружающего мира. Запишем определения модели, процесса и цели моделирования (текст, выделенный красным, необходимо зафиксировать). Моделирование - это метод познания, состоящий в создании и изучении моделей. (слайд 3, 4, 5).

Строгих правил построения моделей нет, но человек накопил богатейший опыт моделирования различных объектов, процессов, явлений.

Модели представляют представить в наглядной форме объекты и процессы, невозможные для непосредственного восприятия (очень большие или очень маленькие, недоступные для восприятия в обычной форме). Наглядные модели часто используются в обучении. В курсе предметов средней школы первые представления о нашей земле мы получаем при знакомстве с ее моделью - глобусом, изучаем работу двигателя внутреннего сгорания по его модели, для построения химического вещества используется модель молекул и кристаллических решеток, изучаем строение человека по анатомическим муляжам, скелету и др.

Запишите в тетрадь список свойств моделей. (Слайд 6)

Модели имеют чрезвычайно важную роль в проектировании и создании различных технических устройств, машин и механизмов, зданий и электрических цепей и т.д. Без предварительно созданного чертежа невозможно изготовить даже простую деталь, не говоря о самолете. Разделим все модели на 2 группы: информационные и наглядные (Слайд 7). Наглядные модели (Слайд 8) воспроизводят геометрические, физические и другие свойства объекта. (Слайды 9, 10, 11). Информационные модели и моделирование известно с древних времен (например, в виде рисунков, трактатов), но в настоящее время, в эпоху развития ИКТ, имеет особо важное значение, поскольку персональный компьютер сгладил различия между типами моделей и позволяет демонстрировать не только разнообразные информационные модели, но и в 2D (3D)-режиме представлять наглядные модели, например, как в данной презентации (Слайд 12). Информационные модели бывают: (слайд 13, 14, 15, 16)

Модели, описывающие процессы изменения развития систем, называются динамическими моделями (слайды 17,18). Бывают табличными и образными. Примеры таких моделей (слайды 19, 20).

В физике и астрономии такие модели описывают движение тел, в технике — преобразование сигналов в течение времени, в профессии дизайнера — процесс создания нового вида продукции, товара, упаковки (технология).

Информационные описательные модели могут применяться для изучения гипотез и предположений (слайды 21, 22), и в них могут использоваться формальные языки, в том числе языки программирования.

Посмотрите, как современные программные средства могут помочь модельеру подобрать стиль одежды, тип ткани, крой (Слайд 23)

3. Закрепление

1. Может ли объект иметь несколько моделей? Приведите пример.

2. Могут ли разные объекты описываться одной и той же моделью? Пример.

3. Приведите примеры динамических информационных моделей.

4. Сколько различных типов моделей нужно создать, чтобы построить, например, самолет?

Сейчас, для закрепления пройденного материала, разберем на примере наполнения бассейна создание описательной формализованной модели этого процесса. Запишите условие задачи (Слайды 24, 25). Обсудим решение задачи (Слайд 26). Решим задачу (Слайд 27).

Домашнее задание: записи в тетради, основные определения, привести примеры различных видов и типов моделей.

Список литературы:

1. Информатика и ИКТ. 11 класс. Базовый уровень. Угринович Н.Д. М.: 2008. — 188 с.

2. Информатика. Под ред.Трофимова В. В.
   http://static2.ozone.ru/multimedia/book_file/1002967256.pdf

3. http://www.youtube.com/watch?v=J7OtE6xEegA

Методическая разработка по информатике «Модели и моделирование»

учитель информатики Коваленко В.В. ГБОУ СОШ 2103 (СП СОШ 125)

Моделирование

Основные понятия, классификация моделей

Моделирование –

метод познания, состоящий из создания и изучения моделей

Цели моделирования:

• создание объекта с заданными свойствами;
• определение последствий воздействия на объект;
• прогнозирование поведения объекта;
• эффективное управление объектом или процессом — принятие управляющих решений.

Модель –

новый объект, отражающий

главные, существенные свойства, особенности

изучаемого объекта, процесса.

Свойства моделей:

• позволяют представить в наглядной форме объекты и процессы , недоступные для непосредственного восприятия;
• никогда не описывают изучаемый объект полностью , а только его свойства, изучаемые в данной модели

Формы моделей:

• материальные, в наглядной форме;
• информационные.

• Форма модели — наглядная:

воспроизводит геометрические, физические и другие свойства объекта.

Используется для:

• изучения объекта;
• проектирования;
• реализации задач образования;
• рекламы.

2. Форма модели — информационная:

представляет процессы и объекты в виде образов и знаков : рисунков, схем, чертежей, таблиц, формул, графиков, текста…

2x+3y=5

3x-y= -9

Типы информационных моделей

• знаковые;
• вербальные;
• иерархические;
• сетевые;
• табличные;
• статические;
• динамические.

Иерархическая информационная модель: граф — наглядное представление состава и структуры системы:

Геометрический объект

Объемное тело

Плоская фигура

Шар

Призма

Эллипс

Конус

Круг

Трапеция

Параллелограмм

Пирамида

Иерархическая информационная модель: дерево — граф, отображающий вложенность и подчиненность

Рюрик 879

Игорь 945

Святослав 972

Ярополк 980

Олег 977

Владимир 1014

Глеб 1015

Святополк 1018

Борис 1015

Ярослав 1054

Сетевая модель

Клин

53

63

170

109

140

Балашиха

18

Одинцово

Москва

16

78

55

90

Боровск

115

Бронницы

Модели, описывающие

состояние системы в определенный момент времени —

статическая информационная модель.

Модели, описывающие

процессы изменения и развития системы —

динамическая информационная модель.

Табличная информационная модель — население Европы

динамическая

статическая

Код

Страна

AT

Население в 1993

AL

АВСТРИЯ

АЛБАНИЯ

7703655

AD

3455761

АНДОРРА

BE

БЕЛЬГИЯ

55615

BG

GB

БОЛГАРИЯ

10068319

ВЕЛИКОБРИТАНИЯ

8897736

HU

ВЕНГРИЯ

DE

58098900

ГЕРМАНИЯ

10545050

GR

DK

ГРЕЦИЯ

80974632

ДАНИЯ

10346169

IE

ИРЛАНДИЯ

5180614

IS

ИСЛАНДИЯ

ES

3559980

IT

ИСПАНИЯ

264926

ИТАЛИЯ

39114160

LI

ЛИХТЕНШТЕЙН

LU

56960300

ЛЮКСЕМБУРГ

28806

MC

МОНАКО

395200

NL

НИДЕРЛАНДЫ

NO

30212

НОРВЕГИЯ

15237500

PL

PT

4312216

ПОЛЬША

ПОРТУГАЛИЯ

37913328

RO

РУМЫНИЯ

SM

9864560

САН-МАРИНО

FI

23652016

23541

ФИНЛЯНДИЯ

FR

ФРАНЦИЯ

CH

5067620

57529705

ШВЕЙЦАРИЯ

SE

ШВЕЦИЯ

6968600

8631816

Код

Страна

AT

АВСТРИЯ

Население в 1983

AL

AD

7551842

АЛБАНИЯ

Население в 1993

7703655

АНДОРРА

2841926

BE

BG

41627

БЕЛЬГИЯ

3455761

55615

БОЛГАРИЯ

GB

9858017

ВЕЛИКОБРИТАНИЯ

HU

8910284

10068319

8897736

ВЕНГРИЯ

DE

56376800

ГЕРМАНИЯ

GR

10689463

58098900

10545050

ГРЕЦИЯ

61546100

DK

IE

80974632

9821103

ДАНИЯ

10346169

ИРЛАНДИЯ

5116464

IS

ES

ИСЛАНДИЯ

5180614

3502300

3559980

ИСПАНИЯ

IT

237041

ИТАЛИЯ

264926

38067111

LI

39114160

ЛИХТЕНШТЕЙН

56742374

LU

56960300

26446

ЛЮКСЕМБУРГ

MC

28806

NL

МОНАКО

365500

НИДЕРЛАНДЫ

395200

27460

NO

PL

30212

14339551

НОРВЕГИЯ

15237500

ПОЛЬША

4128432

PT

36571408

ПОРТУГАЛИЯ

4312216

RO

37913328

РУМЫНИЯ

SM

9876700

FI

9864560

САН-МАРИНО

22553072

23652016

ФИНЛЯНДИЯ

22010

FR

CH

ФРАНЦИЯ

23541

4855787

ШВЕЙЦАРИЯ

5067620

SE

54662466

57529705

6481975

ШВЕЦИЯ

6968600

8329028

8631816

Образная динамическая информационная модель: движение Луны вокруг Земли

Образная информационная модель – модель звуковой волны

Знаковые информационные модели —

строятся с использованием знаковых систем (счисления, алфавита, программирования и т. п.)

Применяются для изучения:

• теорий;
• гипотез;
• предположений и т. п.

Знаковая, описательная информационная модель

• на естественном языке:

например,

описательная модель Солнечной системы Коперника

или

описание модели атома.

• на формальном языке:

• математическая; логическая; на языке программирования.
• математическая;
• логическая;
• на языке программирования.

Пример построения информационной модели

Пример создания информационной модели

Построение математических моделей физических процессов

Пример: Через первую трубу бассейн наполняется за 2 часа,

через вторую трубу – за 6 часов.

За сколько часов бассейн наполнится, если включить обе трубы?

Решение

Возьмем общепринятые обозначения для составления математической модели наполнения бассейна

А часов – время заполнения бассейна через I трубу

В часов – время заполнения бассейна через II трубу

1 – объем бассейна

t – искомое время

– часть бассейна, наполняемая I трубой за 1 час

– часть бассейна, наполняемая II трубой за 1 час

1 .

А

1 .

В

А · B .

А + В

t =

1 .

А

1 .

В

+

( ) · t = 1 ;

24

Список литературы

Информатика и ИКТ. 11 класс. Базовый уровень. 1. Угринович Н.Д. М.: 2008. — 188 с.

2. Информатика. Под ред. Трофимова В. В. http://static2.ozone.ru/multimedia/book_file/1002967256.pdf

3. http://www.youtube.com/watch?v=J7OtE6xEegA

4. Ролики на слайдах 16, 17 - авторские