Тема: «Модели и
моделирование».
Класс: 9
Цель урока:
– сформировать понятие “модель”, изучить основные виды
моделей и их назначение.
Задачи урока:
Образовательные:
– познакомить учащихся с основными понятиями по данной
теме;
– показать существование множества моделей одного и того же объекта;
– определить роль моделей в деятельности человека.
Развивающие:
– развивать у учащихся умения сопоставлять, анализировать,
выделять главное, существенное, обобщать, формулировать выводы;
– развивать у учащихся познавательный интерес и творческие способности.
Воспитательные:
– формировать коммуникативные компетенции учащихся через
работу в группах, воспитания уважения друг к другу, умения слушать;
– воспитание информационной культуры.
Изучив тему урока, учащиеся должны:
– знать основные понятия: модель, объект моделирования,
субъект моделирования, моделирование, основные виды моделей (материальные и
информационные);
– знать о существовании множества моделей для одного и того же объекта;
– приводить примеры моделирования.
Место урока в учебном плане: данный урок является первым при изучении
темы “Моделирование и формализация”.
Форма проведения урока: беседа, работа в группах.
Средства обучения:
технические:
– компьютер;
– мультимедийный проектор;
– экран;
программные:
– презентация, созданная средствами программы Microsoft
PowerPoint
– кроссворд, созданный средствами Microsoft Excel
– три варианта тестов, созданных средствами Microsoft Excel
наглядные:
– игрушечные модели (танк, самолет, солдатик, кукла);
раздаточные материалы:
– комплект карточек (существенные свойства объекта)
– карточки
План
урока:
1. Организационный момент
2. Актуализация знаний
3. Изучение нового материала.
1. Организация учебной деятельности
по формированию усвоения понятия “модель”
2. Формирование у учащихся
представления о видах моделей
4. Закрепление полученных знаний.
5. Подведение итогов урока.
Постановка домашнего задания. – 2 мин.
Ход урока
I.
Организационный момент.
Сегодняшний
урок мне хочется начать с небольшого исторического вступления:
В 1870г. английское Адмиралтейство спустило на воду новый
броненосец “Кэптен”. Корабль вышел в море и перевернулся. Погиб корабль и все
находящиеся на нем люди. Это было совершенно неожиданно для всех, кроме
английского ученого-кораблестроителя В.Рида, который предварительно провел
исследования, создав модель броненосца, и установил, что корабль опрокинется
даже при небольшом волнении. Но ученому, проделывающему, как казалось тогда,
несерьезные опыты с “игрушкой”, не поверили лорды из Адмиралтейства. И
случилось непоправимое…
Тема
урока, как вы уже догадались, – “Модели. Виды моделей и их назначение”. (Слайд
1)
Исходя
из темы урока, сформулируйте задачи нашей деятельности.
(Ученики
предлагают: 1) понять, что такое модель; 2) узнать, какие они бывают; 3)
узнать, в чем заключается их значение, роль.)
Итак,
задачи урока: (Слайд 2)
1. Изучить понятие “модель”.
2. Рассмотреть основные виды
моделей.
3. Определить назначение и значение
моделей в деятельности человека.
II.
Актуализация знаний.
С
понятием “модель” мы сталкиваемся с детства. (Демонстрируются игрушечный
танк, самолет, солдатик, кукла). Играя с этими предметами, вы
представляли, что это настоящая боевая техника, настоящие солдаты, настоящий
человечек. На самом деле это всего лишь модели реально существующих объектов.
Сейчас прозвучали два новых слова: объект и модель. (Слайд 3). Нам предстоит выяснить смысл этих
понятий в процессе совместной работы.
III. Объяснение нового материала.
Сейчас
я продемонстрирую вам разное представление одного и того же объекта, а вы
должны догадаться, о чем идет речь. (Слайд 4-9)
Речь
идет об объекте “вода”.
Какие
еще можно придумать модели воды?
Какова
же связь двух понятий объект и модель? (Слайд 10) Вспомогательные вопросы: Модель и объект
одинаковы? Какой математический знак можно между этими понятиями поставить?).
Модель может отображать внешний вид объекта, структуру, поведение.
Итак,
модель подобна объекту. Мы можем сказать, что модель – это некоторое упрощенное
подобие реального объекта.
Укажите,
в чем заключается подобие следующих объектов и их моделей: (Слайд 11)
а)
костюм, эскиз костюма, выкройка;
б) дом, план дома, макет дома;
в) человек, кукла, портрет человека;
г) текст сочинения, план сочинения?
Я
думаю, что вы без труда приведете примеры моделей, которые рассматривались вами
на других уроках.
(Географические: глобус
– модель Земного шара, карта – модель поверхности земной коры, модель строения
земной коры и т.д.; (Слайд 12)
Биологические: скелет человека – модель человека,
модель сердца и других органов, модель цветка, модель ДНК и т.д.; (Слайд 13)
Химические: кристаллическая решетка, модель строения молекулы,
модель строения атома, и даже химическая формула – это тоже модель строения
молекулы данного вещества, и т.д.; (Слайд 14)
Физические: модель вращения Земли вокруг Солнца, модель двигателя
внутреннего сгорания, схема электрической цепи и т.д.; (Слайд 15)
Математические: модель многоугольников, и даже график функции,
чертеж, математическая формула являются моделями…(Например, для объекта
“прямоугольный треугольник” формула с2=а2+b2 –
математическая модель отношений между длинами гипотенузы и катетов). (Слайд 16)
Как
вы думаете, а можно ли создать модель явления или процесса, поведения?
Человеческое
общество также можно представить моделями. Например, изучая на уроках истории
общинно-родовые отношения, вы представляли их в виде схем. Одна из возможных
моделей отражает единоличное управление вождя племенем (Слайд 17).
Другая модель описывает ситуацию, когда племенем управляет совет старейшин,
подчиняющийся вождю.
А
кто может привести примеры моделей явлений или процессов?
Примеры.
1. Уравнения химических реакций
представляют собой модели процессов взаимодействия веществ.
2. Физики-экспериментаторы в лабораторных
условиях моделируют процессы, происходящие в океане, в недрах Земли, такие, как
ядерный взрыв, невесомость.
3. Чтобы измерить нагрузки на
корпус самолета и исследовать его прочность, конструкторы авиационной техники
воспроизводят условия полета самолета с помощью аэродинамической трубы.
4. Вспомним о вступлении
сегодняшнего урока: уменьшенная и упрощенная модель корабля, помещенная в
специальную среду, позволяет изучить его поведение при качке.
Так
что же может являться объектом для создания модели? (Объект – это
предмет, явление, процесс, на что обращена познавательная деятельность ).
(Слайд 18)
Вернемся
к объекту вода. (Слайд 19)
Какой
вывод можно сделать, проанализировав данный слайд?
Один
объект может иметь несколько моделей, которые представлены в разной форме: в
виде текста, схемы, рисунка, структуры, формулы и т.д. Могут ли разные объекты
описываться одной и той же моделью? Приведите примеры.
Пример. В механике различные материальные тела (от планеты до
песчинки) могут рассматриваться как материальные точки.
Итак,
один и тот же объект может иметь множество моделей, а разные объекты могут
описываться одной моделью. (Слайд
20)
Как
вы думаете, от чего зависит форма представления объекта? (От решаемой
задачи, цели создания модели (моделирования)). А кто же будет эту
задачу, цель ставить? Субъект моделирования – человек,
который создает модели объектов. Рассуждая, мы получили схему моделирования. На
протяжении всего урока мы применяли слово “моделирование”. Что же будем
понимать под словом моделирования? (Моделирование – процесс создания моделей
объекта с целью их исследования). (Слайд 21)
Каждый
объект имеет много различных свойств.
Но
ведь модель – это упрощенное подобие объекта. Какие же свойства являются
существенными? (Это зависит от цели создания модели, от человека, создающего
модель – субъекта).
Рассмотрим
модели объекта “цветок”. (Слайд 22) Если оценить цветок с
точки зрения биолога, то для него важны такие свойства объекта, как строение
корневой системы и стебля, форма и расположение листьев, строение соцветия,
способ опыления, среда обитания. Изучив эти свойства, биолог отнесет к
определенному виду и представит модель данного объекта в виде схемы, описания,
рисунка.
Для
художника важны свойства, характеризующие внешний вид растения, которое он
собирается нарисовать. Модель – картина.
Медика
будет интересовать химический состав растения, чтобы определить возможность его
использования в лечебных целях. Модель в данном случае – набор химических
формул.
Предположим,
что перед нами поставлена задача – создать модель самолета. (Слайд 23)
Уточним
определение модели с учетом рассмотренных примеров и дополним его. Запишите
определение в конспект. Модель – это некоторое упрощенное подобие реального
объекта, которое отражает существенные стороны объекта, в зависимости от цели
моделирования. (Слайд 25)
Все
модели можно по форме их представления разбить на 2 большие группы:
материальные (предметные) и информационные. (Слайд 26)
Материальные
(или предметные) могут отражать:
– внешние свойства объектов;
– внутреннее устройство объектов;
– суть процессов и явлений.
Какие
модели можно отнести к материальным? (игрушки, модель двигателя внутреннего
сгорания, модель цветка и т.д.) т.е. те модели, которые воспроизводят
существенные особенности модели в материальном виде.
Материальные модели – это уменьшенные или увеличенные
копии, в виде муляжей, макетов, эталонов).
Информационные модели – это его описание.
С
помощью чего можно описать?
Образные информационные модели (рисунки, фотографии, чертежи, планы,
карты, схемы, графики и др.) представляют собой зрительные образы объектов,
зафиксированные на каком-либо носителе информации (бумаге, фото– и кинопленке и
др.)
Знаковые информационные модели строятся с использованием
различных языков (знаковых систем):
– словесные описания;
– математические (представлены математическими
формулами и уравнениями);
– специальные (представлены на специальных
языках – ноты, химические формулы и т.д.);
– алгоритмические (описывают последовательность
действий в виде пошагового описания, блок-схемы, программы и т.д.)
Определите
к какому виду относятся следующие модели (материальному или
информационному)? (Учащимся раздаются карточки). (Слайд 27)
(Результат выполнения: материальные модели – №№ 2, 5, 6,8. Информационные – №№ 1,3,4,7,9.10,11.
А
как вы думаете: какой вид моделей – материальный или информационный наиболее
удобен для хранения, анализа и обработки? (Информационный). Более
подробно об этих моделях мы поговорим на следующих уроках.
IV. Закрепление.
Учащиеся
выполняют на компьютерах практическую работу на языке программирования VBA «Расчет
суммы вклада»
. Подведение итогов урока. Постановка домашнего задания.
Литература,
использованная при подготовке к уроку:
1. Угринович Н.Д. Информатика и информационные
технологии. Учебник для 10-11 классов/ Н.Д. Угринович.– 2-е изд. – М.: БИНОМ.
Лаборатория знаний, 2005. – 511с.: ил.
2. Хмелькова О.П. Урок в X классе на тему “Модели
и процесс их создания”//Информатика и образование, 2006, -№6.– С.13-19.
3. Кузнецов А.А., Бешенков С.А.,
Ракитина Е.А. Информатика. Избранные главы учебника для VIII класса
общеобразовательной школы.//Информатика и образование, 2006, – №12.– С.38-52;
2007, № 1,– С.31-47; 2007, №2, – С.52-58.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.