Конспект урока по информатике на тему «Этапы моделирования»

МИНОБРНАУКИ   РОССИИ

Борисоглебский  филиал  федерального государственного  бюджетного образовательного  учреждения

высшего  профессионального  образования

«Воронежский  государственный  университет»

Физико-математический факультет

Кафедра прикладной математики и информатики

Конспект урока по информатике

на тему «Этапы моделирования»

«Информатика и ИКТ» 11 класс  Бородин М. Н.

Выполнила: студентка 5 к. 2 гр.

физико-математического факультета

заочного отделения

Чаркина С. В.

Учитель информатики:

Топчиев С. Н.___________________

Методист: _______________________

2015 г.

Урок 4. Этапы моделирования.

Тип урока: урок закрепления и обобщения

Цели урока:

1. Обучающая цель: сформировать у учащихся понимание этапов моделирования, закрепить алгоритм моделирования на примере построения модели «Расчет геометрических параметров объекта»

2. Развивающая цель: развить исследовательские навыки, развить мышление школьников через установление причинно - следственных связей.

Должны знать: основные этапы разработки и исследования моделей на компьютере.

Должны уметь: построить модель объекта согласно поставленной цели.

Задачи урока:

1. Образовательные

a.         повторить этапы моделирования

b.        построить информационную, математическую модели и на их основе создать компьютерную модель;

c.         провести компьютерный эксперимент (анализ результатов моделирования)

2. Развивающие:

a.      развивать мировоззрение и личностно - нравственные качества учеников, готовых к самосовершенствованию и самообразованию;

b.      развивать навыки и умения учеников слушать учителя, друг друга;

c.      развивать способности анализировать и обобщать учебный материал;

d.      развивать умения самостоятельно работать.

З. Воспитательные:

a.    формирование умений рациональной организации учебной деятельности на уроке;

b.   воспитывать информационную культуру учащихся при работе на ПК;

c.    формировать культуру общения на уроке в процессе сотрудничества ученика и учителя, учеников между собой.

Оборудование:

1. Персональный компьютер

2. Мультимедиа - проектор

Используемые программные средства:

1.Табличный процессор MS-Excel

2. Программа MS-РоwеrРоiпt

План урока

№	Этапы урока	Виды и формы работы	Длительность
1.	Организационный момент	Приветствие, проверка присутствующих учащихся на уроке.	1 мин
2.	Объявление темы урока, определение целей и задач занятия. Мотивация учащихся.	Озвучить тему урока. Описание задачи, постановка целей моделирования	2 мин
3.	Повторение основных этапов моделирования.	Совместная (фронтальная) работа учителя с классом.	2 мин.
4.	Построение информационной и математической модели.	Совместная (фронтальная) работа учителя с классом, работа учащихся в тетрадях	10 мин
5.	Построение компьютерной модели	Практическая работа на компьютере в MS Excel	15 мин
6.	Компьютерный эксперимент	Практическая работа на компьютере в MS Excel	8 мин
7	Анализ результатов моделирования	Работа учащихся в тетрадях	2 мин
8.	Подведение итогов, проверка работы, выставление оценок домашняя работа	Совместная работа учителя с классом	5 мин.

Ход урока:

1. Организационный момент.

a)                  Приветствие учеников;

b)                 Проверка присутствующих учащихся на уроке.

2. Объявление темы урока, определение целей и задач занятия

Сегодня на уроке мы продолжим изучение темы «Основные этапы разработки и исследования моделей на компьютере». Многие объекты и процессы можно описать математическими формулами, связывающими их параметры. Эти формулы составляют математическую модель оригинала. По формулам можно сделать расчеты с различными значениями параметров и получить количественные характеристики модели. Расчеты, в свою очередь, позволяют сделать выводы и обобщить их. Среда электронных таблиц - это инструмент, который виртуозно и быстро выполняет трудоемкую работу по расчету и пересчету количественных характеристик исследуемого объекта или процесса. Рассмотрим особенности проведения моделирования в среде электронных таблиц по каждому этапу.

3. Повторение сформированных знаний являющихся опорой для изучения нового материала.

Bonpoc №1. Что такое модель, моделирование? Привести примеры моделей.

Вопрос №2. Какие бывают модели? Что такое формализация?

Вопрос №3. Назвать типы информационных моделей.

Вопрос №4. Каковы основные этапы разработки и исследования моделей на компьютере?

Вопрос №5. Какие программные средства обычно используются для создания компьютерных моделей?

Моделирование в электронных таблицах проводится по общей схеме, которая выделяет четыре основных этапа: постановка задачи, разработка модели, компьютерный эксперимент и анализ результатов.

4. Построение информационной и математической модели.

Первый этап. Постановка задачи.

Описание задачи выглядит следующим образом (демонстрация слайда №2)

Цель моделирования

Определить максимальный объем коробки.

Формализация задачи

Проведем формализацию задачи в виде поиска ответов на вопросы.

Уточняющий вопрос	Ответ
Что моделируется?	Объект «коробка»
Что известно?	Длина стороны листа (а)
Как определить максимальный объем коробки?	Проследить как изменяется объем коробки при изменении размера выреза b
Как изменяется размер выреза?	Увеличивается от нуля с заданным шагом ∆b
Какие параметры коробки изменяются при изменении выреза?	Размер дна коробки (с), площадь дна (S), объем (V)
Что ограничивает расчеты?	c>0. Размер дна не может быть отрицательным

Второй этап. Разработка модели

Информационная модель (демонстрация слайда №3)

Для вывода формул математической модели составим геометрическую модель в виде чертежа с указанием исследуемых характеристик объекта. (демонстрация слайда №4)

5. Построение компьютерной модели

Для моделирования будем использовать среду электронных таблиц. В этой среде информационная и математическая модели объединяются в таблицу, которая содержит три области: исходные данные, промежуточные расчеты, результаты. Заполните область исходных данных по предложенному образцу. В качестве тестовых значений параметров используйте параметры a=40 см, ∆b=1 см.

Введите расчетные формулы (демонстрация слайда №5)

6. Компьютерный эксперимент

Третий этап. Компьютерный эксперимент

План эксперимента

Провести тестовый расчет компьютерной модели.

Эксперимент 1.

Проследить, как изменяется с увеличением выреза: длина стороны дна, площадь дна, объем коробки.

Эксперимент 2.

Исследовать как определить наибольший объем коробки и соответствующий вырез.

Эксперимент 3.

Исследовать, как изменяется наибольший объем коробки и соответствующий вырез при изменении стороны исходного листа.

Эксперимент 4.

Исследовать, как изменяется наибольший объем коробки и соответствующий вырез, если уменьшить шаг изменения выреза. (∆b=0,3 см)

Проведение исследования.

Тестирование

Сравните результаты, полученные после ввода формул, с результатами, приведенными в примере расчета. Совпадение значений с контрольным образцом показывает правильность введения формул. (демонстрация слайда №6)

Эксперимент 1. Исследование параметров модели. (Перечень задач прилагается Приложение 1, слайды №7, №8,№9)

Эксперимент 2. Определение наибольшего объема коробки и соответствующего выреза. (Перечень задач прилагается Приложение 2)

Эксперимент 3. Зависимость наибольшего объема коробки от размера исходного листа. (Перечень задач прилагается Приложение 3)

Эксперимент 4. Зависимость наибольшего объема коробки от шага изменения выреза. (Перечень задач прилагается Приложение 4)

7. Анализ результатов моделирования.

По результатам экспериментов сформулируйте выводы и запишите их в тетрадь.

8. Подведение итогов, проверка работы, выставление оценок. Домашнее задание.

Определить максимальную площадь треугольника. В прямоугольном треугольнике задана длина гипотенузы с. Найти размеры катетов, при которых треугольник имеет наибольшую площадь. Составить геометрическую и математическую модель. Провести расчеты.

Приложение 1

Эксперимент 1. Исследование параметров модели.

1.                  Для проведения исследования заполните в компьютерной модели не менее 20 строк.

2.                  По столбцу B проследите, как изменяется длина стороны дна. Определите, сколько строк компьютерной модели надо использовать для исследования.

3.                  В диапазоне строк, подлежащих исследованию, по столбцу C проследите как изменяется площадь дна. Сделайте вывод.

4.                  В диапазоне строк, подлежащих исследованию, по столбцу D проследите как изменяется объем коробки. Сделайте вывод.

Приложение 2

Эксперимент 2. Определение наибольшего объема коробки и соответствующего выреза.

1.                  В диапазоне строк, подлежащих исследованию, по столбцу D определите наибольший объем коробки.

2.                  По столбцу А определите размер выреза, соответствующий наибольшему объему.