Инфоурок Информатика Другие методич. материалыМетодическая разработка по информатике на тему:"Моделирование и формализация"

Методическая разработка по информатике на тему:"Моделирование и формализация"

Скачать материал

 

 

 

 

 

Методическая разработка

по информатике на тему:

«Моделирование и формализация»

 

 

                                                              

                                                        Выполнил: Джабраилова Э.Т.                     

                                           учитель информатики

                                                            МКОУ «Магарамкентская СОШ №1

                                  им.М.Гаджиева»

 

 

 

 

 

 

 

Современные информационные технологии и стремительное расширение разнообразия сетевых образовательных услуг вызвало поток инноваций по реорганизации существующих образовательных систем всех уровней образования - от школы до вуза. Как следствие, меняется характер и динамика взаимодействия обучающийся - преподаватель. Это существенным образом влияет на выбор методов, форм и технологий обучения.

Компьютерное обучение с использованием информационных ресурсов, хранящихся в Интернет и Интранет, является катализатором в становлении новой, прогрессивной теории преподавания и учения, ориентированной на развитие личности учащегося, способного реализовывать свои собственные, в том числе, и образовательные проекты и стремящегося к самоусовершенствованию на протяжении всей жизни.

Новые механизмы передачи информации оказали существенное влияние на средства, методы и формы обучения. Как следствие, возникает острая необходимость в анализе особенностей применения закономерностей общей теории обучения - дидактики, в условиях технологии компьютерного обучения и распределенных в пространстве и времени процессов сетевого обучения.

Функции преподавателя и обучающихся в образовательной информационной среде претерпевают коренные изменения по сравнению с традиционной учебной средой. В учебных средах с использованием ИКТ  учащийся работает в собственном темпе и без постоянного непосредственного контакта с преподавателем; преподаватель из основного носителя и транслятора знаний превращается в советника и консультанта учащегося. Преподаватель управляет процессом обучения, имея в своем распоряжении мощный инструмент - компьютер с его возможностями доставки, хранения, обработки всех видов информации для демонстрации учебной информации, тренировки и самоконтроля. Учащийся, в свою очередь, получает мощное технологическое средство поддержки самостоятельного интеллектуального труда и доступа к информационной среде, не ограниченного пространством и способом передачи. Учащемуся становятся доступными знания о содержании и методе обучения, которые до сих пор были прерогативой преподавателя.

Отличительная черта современного этапа - поиск педагогами-ис­следователями способов применения формальных методов для описания процесса обучения с использованием аппаратов системного анализа, кибернетики, синергетики, с учетом, развитием и расширением понятий, принципов и достижений дидактики.

Данная тема на современном этапе самая актуальная, так как она тесно связана с фундаментальными  исследованиями в природе и обществе. Моделирование составляет основу в разработке таких систем как геоинформационные системы, семантические сети, электронный документооборот и т.д.

ГИС широко используются в деловой сфере- в бизнесе, городских службах, картографии. С их помощью можно обрабатывать результаты измерений различных физико-химических параметров земной поверхности.

Особым классом ИС можно считать «семантические» или «интеллектуальные» информационные системы, которые предназначены для поиска, анализа, отображения и обобщения информации с использованием всевозможных связей между данными.

Наряду с содержательной линией «Информация. Информационные процессы» линия «Моделирование и формализация» становятся теоретической основой базового курса информатики. Содержание этой линии определено следующим перечнем понятий: моделирование, формализация, материальные и информационные модели, система, системный анализ, системный эффект.

В обязательном минимуме содержания образования по курсу информатики включены следующие вопросы:

·        Информационное моделирование как метод познания;

·        Объект, субъект, цель моделирования;

·        Алгоритм как модель деятельности;

·        Моделирование социальных вопросов;

·        Основные модели современного научного мировоззрения.

Требования к уровню подготовки учеников следующие:

Учащиеся должны:

1.     знать понятие «модель» в ее важнейших для компьютерной практики видах: информационной и математической;

2.     знать понятия «система», «черный ящик»;

3.     знать этапы решения задач с помощью компьютера;

4.     уметь приводить примеры моделирования;

5.     уметь приводить примеры формализованного описания объектов и процессов

6.     уметь анализировать соответствие модели исходной задаче.

В методической газете для учителей информатики «Информатика»(№2,2005г.) предлагается статья «Формализация описания реальных объектов и процессов в том числе компьютерного», автором которого является А.Г. Гейн. В ней раскрыты понятия формализация, формализованный язык, моделирование, виды моделей, интерпретация, системный подход, орграф, черный ящик. Приведена классификация целей моделирования:

1.     Модель нужна для того, чтобы понять, как устроен объект, какова его структура, каковы его свойства, законы развития и функционирования, какого его взаимодействие с окружающим миром.

2.     Модель нужна, чтобы определить наилучшие способы управления объектом или процессом.

3.     Модель нужна, чтобы  прогнозировать прямые и косвенные последствия функционирования или развития объекта, процесса или явления.

Учебник Н. Суворовой «Информационное моделирование: величины, объекты, алгоритмы» также посвящается одной из  важнейших тем современной информатики- переходу от реальной задачи к информационной модели. Характер изложения теоретического материала и системы заданий, предлагаемых в пособии акцентирует внимание читателя на объектном подходе к информационному моделированию, при котором любая предметная область рассматривается как совокупность взаимодействующих объектов.

В учебнике А. Г. Гейна «Информатика» 7-9 класс понятие «модель» является центральным. Это понятие как стержень связывает содержание всего курса в единое целое. Разговор с учениками по данной теме можно вести в форме беседы.

Вопросы изучаемые в учебнике И.Г. Семакина «Информатика» 10-11 класс, на которой опиралась я при составлении методической разработки, относятся к четырем важнейшим понятиям информатики:

·        Информационные ресурсы;

·        Информационные системы;

·        Информационные модели;

·        Информационное общество.

 

Урок

Моделирование и формализация.

(Слайд 1)

Общеобразовательная цель:

·        Иметь представление о способах моделирования и формализации;

·        Освоить этапы моделирования;

·        Научиться описывать окружающую действительность с помощью различных информационных объектов.

Развивающая цель:

·        Овладеть навыками представления объектов окружающей действительности в виде системы или элементов системы.

Воспитывающая цель:

·        Формировать и развивать информационное видение окружающего мира;

·        Формировать эмоционально-ценностное отношение к результатам интеллектуального труда.

Оборудование:

Компьютер, интерактивная доска.

 

Ход урока.

(Слайд 2)

- В  самых разнообразных ситуациях человек использует вместо одного объекта другой. Это упрощенное подобие реального объекта называется моделью. Например, оформители витрин используют манекен- модель человеческой фигуры; конструкторы строят модели самолетов и автомобилей, а архитекторы- макеты зданий, мостов и т.д.

- Моделирующий объект остается моделью до тех пор, пока он используется в качестве «заместителя» другого объекта. Например, манекен, которым подпирают дверь, уже не выполняет свою моделирующую роль.

Модель не является точной копией объекта-оригинала: она отражает только часть его свойств и особенностей поведения. Например, макет дома может быть без электропроводки и водопровода. 

-  Поскольку любая модель всегда отражает только часть свойств предмета, то можно создавать и использовать разные модели одного и того же объекта. Чем больше свойств отражает модель тем она полнее. При создании модели человек как правило преследует вполне определенную цель и стремится наиболее полно отразить только те свойства объекта, которые кажутся ему важными для реализации цели.

- Моделирование-это процесс создания и использования модели. От цели моделирования зависят требования к модели. Отразить в модели свойства оригинала можно одним из двух способов:

(Слайд 3)

1.     Свойство можно скопировать, воспроизвести. Тогда модель будет нести ту же образную информацию, что и объект-оригинал. Такую модель называют натурной(образной). Примерами натурных моделей могут быть муляжи, макеты, фотография-при условии что на них отсутствует надписи.

(Слайд 4)

2.     В компьютерных технологиях широко используются информационные модели. В информационной модели предмет или явление заменяется набором его характеристик. В такой модели обязательно должны присутствовать и имена и значения характеристик (величины). Макет или рисунок вместе с таким пояснением уже становится информационной моделью.

Они создаются не только для использования на компьютерах. Картотеки в поликлиниках, библиотечные каталоги и многие другие информационные модели создавались человеком задолго до «компьютерной эры».

 

- Использование компьютера предъявляет более жесткие требования к знаковым элементам информационных моделей, которые должны иметь очень высокий уровень формализации.

В естественных языках одно и то же слово часто используется для обозначения различных предметов, величин, действий, отношений. При создании компьютерных моделей сначала составляют предварительные модели. В них еще используют слова естественного языка, но стремятся обеспечить боле высокий уровень формализации.

Замена объекта его информационной моделью называют формализацией.

(Слайд 5)

- Различают информационные модели двух видов:

1.     Модели объектов и процессов;

2.     Модели знаний.

Для описания объектов и процессов используются модели- графические, вербальные, математические и таблицы.

(Слайд 6)

- Графические модели включают в себя графы, чертежи, схемы, карты, графики функций. 

(Слайд 7)

-Графы реализуются в сетевых и иерархических базах данных.

(Слайд 8)

- Вербальные модели описывают объект на естественном языке. Например, зима-холодное время года. Зимние месяцы- декабрь, январь, февраль. Зимой дни становятся короче, а ночи длиннее.

(Слайд 9)

-Различают таблицы тип «объект-свойство», «объект-объект», двоичная матрица.

(Слайд 10)

-В математической модели производится математическое соотношение между количественными характеристиками объекта моделирования.

(Слайд11)

- Способность ЭВМ проводить осмысленные рассуждения является одной из наиболее удивительных способностей. Для этого человек должен предварительно сообщить машине факты и необходимые правила вывода умозаключений. После этого машине можно задавать вопросы, на которые он будет давать осмысленные ответы. Одним из перспективных применений ЭВМ в этом направлении в ближайшем будущем станет создание базы знаний основанных на моделях знаний.

База знаний-это совокупность определенным образом организованной информации, которую можно не только накапливать и искать, но и получать от машины осмысленные заключения и рекомендации.

Основой для этого является хранение в машине не только фактической информации, но и правил вывода следствий из имеющихся фактов, которых в базе отсутствуют.

Различают три вида моделей знаний:

1.     Продукционные модели;

2.     Семантические сети;

3.     Логическая модель.

(Слайд 12)

- Продукционная модель построена на правиле в форме: если выполняется некоторое условие, то выполняется некоторое действие.

Семантическая сеть представляет собой система понятий и отношений, показанная в форме ориентированного графа.

(Слайд 13)

- Логическая модель представляет собой совокупность утверждений состоящая из фактов  и правил. Логические модели применяются в языке логического программирования Пролог, созданного в начале 70-х годов.

 

Задания: (Слайд 14-15)

 

Представление существенных свойств и признаков объекта  моделирования в выбранной форме называется-:

1.     моделированием

2.     формализацией

3.     систематизацией

Вербальной моделью является:

1.     правила дорожного движения

2.     модель автомобиля

3.     формула закона всемирного тяготения

 

Надсистемой системы «класс» является:

1.   «школа»

2.   «школьная доска»

3.   «директор»

 

Между населенными пунктами А, В, С, D, Е построены

дороги, протяженность которых (в км) приведена

в таблице.

 

A

B

C

D

E

A

 

2

5

1

 

B

2

 

1

 

 

C

5

1

 

3

2

D

1

 

3

 

 

E

 

 

2

 

 

 

Определите  длину  кратчайшего пути между пунктами А и Е.

1)  4      2) 5       3) 6           4) 7

 

 

Литература:

 

1.     «Информатика» 10-11 класс,  И.Г. Семакина

2.     «Основы информатики и ВТ» 10-11класс, В.А. Каймин

3.     «Информационное моделирование: величины, объекты, алгоритмы», Н. Суворова.

Просмотрено: 0%
Просмотрено: 0%
Скачать материал
Скачать материал "Методическая разработка по информатике на тему:"Моделирование и формализация""

Методические разработки к Вашему уроку:

Получите новую специальность за 3 месяца

Специалист контроля качества

Получите профессию

Методист-разработчик онлайн-курсов

за 6 месяцев

Пройти курс

Рабочие листы
к вашим урокам

Скачать

Скачать материал

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

6 625 820 материалов в базе

Скачать материал

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

  • Скачать материал
    • 05.12.2015 843
    • DOCX 33.4 кбайт
    • Оцените материал:
  • Настоящий материал опубликован пользователем Джабраилова Эрзи Тажидиновна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

    Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

    Удалить материал
  • Автор материала

    Джабраилова Эрзи Тажидиновна
    Джабраилова Эрзи Тажидиновна
    • На сайте: 8 лет и 8 месяцев
    • Подписчики: 0
    • Всего просмотров: 10350
    • Всего материалов: 15

Ваша скидка на курсы

40%
Скидка для нового слушателя. Войдите на сайт, чтобы применить скидку к любому курсу
Курсы со скидкой

Курс профессиональной переподготовки

Экскурсовод

Экскурсовод (гид)

500/1000 ч.

Подать заявку О курсе

Курс профессиональной переподготовки

Информационные системы и технологии: теория и методика преподавания в профессиональном образовании

Преподаватель информационных систем и технологий

300/600 ч.

от 7900 руб. от 3950 руб.
Подать заявку О курсе

Курс профессиональной переподготовки

Математика и информатика: теория и методика преподавания в образовательной организации

Учитель математики и информатики

500/1000 ч.

от 8900 руб. от 4450 руб.
Подать заявку О курсе
  • Сейчас обучается 680 человек из 79 регионов

Курс профессиональной переподготовки

Создание и обеспечение электронного архива с использованием информационно-коммуникационных технологий

Специалист по формированию электронного архива

600 ч.

9840 руб. 5900 руб.
Подать заявку О курсе
  • Сейчас обучается 29 человек из 21 региона

Мини-курс

Психология развития личности: от мотивации к самопониманию

4 ч.

780 руб. 390 руб.
Подать заявку О курсе
  • Сейчас обучается 73 человека из 29 регионов

Мини-курс

Создание и продвижение сайтов для достижения максимальных результатов

4 ч.

780 руб. 390 руб.
Подать заявку О курсе

Мини-курс

Сенсорные системы и развитие нервной системы

4 ч.

780 руб. 390 руб.
Подать заявку О курсе
  • Сейчас обучается 73 человека из 35 регионов