Разработка урока по теме «Материальные и информационные модели»

Ключевой вопрос урока: Какие виды моделей Вы знаете?

Тип урока: объяснения нового материала и закрепления ранее полученных знаний.

Форма работы на уроке: индивидуальная, фронтальная, групповая.

Цели урока: формирование у учащихся понятие «материальные и информационные модели», рассмотреть  виды моделей.

Задачи обучающие:

знать определение информационной и материальной модели и назначение модели и системы;

уметь приводить примеры систем и их моделей;уметь классифицировать модели по области их использования, способу представления, по учету в модели временного фактора, по отрасли знаний;

Исследовать созданную модель.

Задачи воспитательные:

воспитание информационной культуры;

воспитание уверенности в собственных силах;

привитие навыков работе в коллективе;

воспитание ответственности за результат своего труда.

Задачи развивающие:

развитие речи и внимания;

развитие мышления;

развитие познавательного интереса у обучающихся и интереса к предмету информатики;

создать условия для работы обучающихся во времени.

Средства обучения: учебник, доска, проектор, ПК.

Приемы обучения: инструктивно-практический, объяснительно-побуждающий, диалогический.

Технологии: ИКТ, здоровьсберегающие, дифференцированный подход.

Оборудование: ПК, операционная система Windows 2007, лицензионный пакет MS Offise, конспект, схемы.

Ход урока:

I. Организационный момент

приветствие; объявление темы; цели урока; задачи урока Слайд 1

Эпиграф к уроку: Последний школяр на отделении точных наук знает о законах науки куда больше, чем знали Декарт или Паскаль, но способен ли школяр МЫСЛИТЬ, как они?

Антуан де сент Экзюпери Слайд 2

II. Актуализация полученных ранее знаний

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.

Тестирование (Приложение 1)

III. Подготовка к восприятию нового материала

Выступление учителя:

«Знаете ли вы, что в бурное для астрономии время – в XIII веке, когда в эпоху Возрождения в школе навигаторов Альфонсо Х Кастильского были составлены таблицы для предсказания движения небесных тел, которые предположили движение Солнца и планет вокруг Земли, появился Тихо Браге? Великий наблюдатель звездного неба, чьи поразительные точные наблюдения и изменения послужили основой для открытий Кеплера и последующих объяснений Ньютона? Слайд 3

Датский астроном Тихо Браге (1546-1601) после 40 лет наблюдений создал таблицы движения всех известных в то время планет. Этими таблицами пользовались в течение долгого времени, однако и они давали приближенное описание, поскольку указывали положение планеты только в фиксированные моменты времени. Необходимо было найти более простые и вместе более общие формы законы движения планет. Перед своей смертью, находясь еще в сознании, Тихо Браге собрал вокруг себя близких, просил сохранить его труды и доверил одному из своих учеников, Иоганну Кемплеру, исправление и опубликование своих таблиц. Слайд 4

Говоря современным языком, и Коперник и Тихо Браге занимались моделированием, пытаясь построить модели движения планет Солнечной системы».

Слайд 5

IV. Объяснение нового материала.

Модели, так же как и объекты, классифицируются в зависимости от выбранного основания. Вы уже знаете, что основанием служит один или несколько признаков, общих для некоторых групп объектов.

Природа моделей:

материальные (физические, предметные) модели.

информационные модели представляют собой информацию о свойствах и состоянии объекта, процесса, явления, и его взаимосвязи с внешним миром:

вербальные – словесные или мысленные

знаковые – выраженные с помощью формального языка

графические (рисунки, схемы, карты, …)

табличные

математические (формулы)

логические (различные варианты выбора действий на
основе анализа условий)

специальные (ноты, химические формулы) Слайд 6

Информационная модель - описание реального объекта (процесса, явления) на одном из языков (разговорном или формальном). Слайд 7

Информационные модели: геометрические, словесные, логические, специальные, компьютерные, математические, структурные. Слайд 8

Как правило, при подходе к классификации моделей учитывается:

- область их использования (для чего, с какой целью данные модели используются);

- способ представления (для чего сделана модель);

- учет в модели временного фактора (динамика происходящих в них процессов);

- отрасль знаний (к какой отрасли знаний или деятельности человека относится модель).

По области использования модели делятся на:

- Учебные модели – используются при обучении, к ним относятся наглядные пособия (картины, таблицы, схемы …), различные тренажеры (клавиатурный тренажер, …), обучающие программы ( мультимедийные обучающие программы для изучения иностранных языков, овладения компьютерными навыками, снятия стрессов, и др…)

Опытные модели – это уменьшенные или увеличенные копии проектированного объекта. Они используются для исследования объекта и прогнозирования его будущих характеристик (модель автомобиля «продувается» в аэродинамической трубе с целью исследования обтекаемости кузова и т.д.)

Научно-технические модели создаются для исследования процессов и явлений. Например, прибор для получения грозового электрического разряда или стенд для испытания бытовой техники.

Игровые модели – это военные, экономические, спортивные, деловые игры. Модели как бы репетируют поведение объекта в различных ситуациях, проигрывая их с учетом возможной реакции со стороны конкурента, союзника или противника.

Имитационные модели не просто отражают реальность с той или иной степенью точности, а имитируют её. Эксперименты с моделью проводятся при разных исходных данных. По результатам исследования делаются выводы., те. Своеобразный метод проб и ошибок в поиске правильного решения. Слайд 9

Специальные виды моделей.

Имитационные модели

нельзя заранее вычислить или предсказать поведение системы, но можно имитировать её реакцию на внешние воздействия;

максимальный учет всех факторов;

только численные результаты;

Примеры:

испытания лекарств на мышах, обезьянах, …

математическое моделирование биологических систем

модели бизнеса и управления

модели процесса обучения

Слайд 10

Игровые – учитывающие действия противника

Примеры:

модели экономических ситуаций

модели военных действий

спортивные игры

тренинги персонала

Слайд 11

По способу представления модели разделяются на материальные и абстрактные.

Материальные модели воспроизводят геометрические и физические свойства оригинала и всегда имеют реальное воплощение (глобус, детские игрушки, макеты машин, самолетов, ракет и т.д.) Они содержат информацию об исходном объекте, имеющую реальное воплощение и полученную с помощью органов чувств, измерительными приборами и инструментами. В зависимости от цели исследования объекта такие модели могут отражать:

А) внешнее устройство исходных объектов;

Б) внутреннее устройство исходных объектов;

В) суть процессов и явлений, происходящих с объектами-оригиналами.

Материальные модели помогают узнать свойства реальных объектов и понять «механизм» сложных явлений, они часто используются в процессе обучения (чучело птицы в кабинете биологии, объемная модель Солнечной системы, физические и химические опыты). Создание и использование материальных моделей относится к экспериментальному методу познания окружающего мира.

Абстрактные модели – основу таких моделей составляет информация (мысль, формула, чертёж, схема), а такой тип моделирования реализует теоретический метод познания окружающей действительности. В свою очередь абстрактные модели имеют свою внутреннюю классификацию и делятся на

- мысленные и вербальные

- информационные

Мысленные модели формируются в воображении человека в результате раздумий, умозаключений, иногда в виде некоторого образа. Создание такой модели сопутствует любой сознательной деятельности человека (ожидая транспорта на остановке, человек прикидывает, как быстрее добраться до нужного места).

Вербальные модели мысленная модель может быть выражена в разговорной форме в этом случае она часто называется вербальный (от лат. Verbalis - устный). Вербальную модель человек использует для передачи своих мыслей другим.

Слайд 12

Типы информационных моделей:

Табличные – объекты и их свойства представлены в виде списка, а их значения размещаются в ячейках прямоугольной формы. Перечень однотипных объектов размещен в первом столбце (или строке), а значения их свойств размещаются в следующих столбцах (или строках).

Иерархические – объекты распределены по уровням. Каждый элемент высокого уровня состоит из элементов нижнего уровня, а элемент нижнего уровня может входить в состав только одного элемента более высокого уровня.

Сетевые – применяют для отражения систем, в которых связи между элементами имеют сложную структуру.

Слайд 13

Как уже упоминалась, одна из классификаций связана с фактором времени. Модели можно разделить на статистические и динамические по тому, как отражается в них динамика происходящих процессов.

Статистическая модель – это единовременный срез информации по данному объекту (обследование учащихся в стоматологической поликлинике даёт сведения о состоянии их зубов на данный момент времени).

Динамическая модель - это картина изменения объекта во времени (медицинская карта ученика, отражающая изменение состояния его зубов в течении многих лет).

Примеры. Граф – это набор вершин и соединяющих их ребер. Слайд 14

Задание. Семантическая (смысловая) модель предложения:

«Выхожу один я на дорогу…» Слайд 15

V. Выполнение практической работы

Для выполнения практической работы обучающиеся делятся на три группы. Каждой группе предлагается создать модель Самолетика.

Материальную (Бумажный вариант – 3 листа бумаги А4). Слайд 16

Графическую (образную), созданную в среде любого графического редактора векторного или растрового (Paint, Компас-График, Word)

Словесную (вербальную) модель в среде текстового процессора Word.

Для выполнения моделей можно использовать необходимую информацию из Интернета.

VI. Домашнее задание:

- П 5.2.1, 5.2.2

Задание

- составить знаковую модель – схему местности, примыкающей к вашему дому.

- Заполнить таблицу по образцу:

Список использованной литературы:

1. Поляков К.Ю. №Модели и их типы – презентация» , 2007-2009 Тема 1. Модели и их типы. - презентация © http://kpolyakov.spb.ru/school/probook/slides.htm  

http://www.myshared.ru/slide/195370

2. Облицова Т.А. «Модели и моделирование» http://festival.1september.ru/articles/594494/

3.  Яндукова Л.А. «Урок информатики в 9 классе: «Материальные и информационные модели» Урок информатики в 9 классе с использованием образовательных структур сингапурской системы образования Тема «Материальные и информационные модели»

http://урок.рф/lessons/materialnie_i_informatcionnie_modeli_173253.html