Новые подходы в обучении

Практический урок-исследование

«Моделирование биоритмов человека в MSExcel»         

Цель урока: развитие умений и навыков учащихся при создании и практическом применении электронных  таблиц.

Цели и задачи:

Образовательные: продолжить формирование навыков составления математической модели для проведения вычислительного эксперимента; применения  табличного процессора в качестве инструмента математического моделирования

Воспитательные: Воспитывать в учащихся умение участвовать в диалоге, отстаивать свою позицию, стремление к взаимопониманию; Побуждать учеников к взаимоконтролю, вызвать потребность в обосновании своих высказываний

Развивающие:  научить анализировать полученную информацию; развить навыки исследовательской деятельности;  формировать умения анализировать конкретные ситуации в соответствии с четким алгоритмом; самостоятельно формулировать учебные цели, задачи, планировать пути их достижения, осуществлять анализ объектов; делать выводы, оформлять результаты своей деятельности, учитывать разные мнения, аргументировать свою точку зрения.

Практический выход: умение применять в различных ситуациях знания и практические навыки о свойствах  и возможностях электронных таблиц.

Вид урока: урок-практикум.

Метод обучения: метод проблемного обучения.

Форма обучения: групповая, индивидуальная.

Приемы обучения: инструктивно-практический, объяснительно побуждающий, частично-поисковый.

Технология: проблемно-исследовательская, информационно-коммуникационные технологии, разноуровневое обучение, личностно-ориентированное обучение; проблемно-исследовательская технология; обучение в сотрудничестве.

Оборудование: ПК, операционная система Windows8, лицензионный пакет MS Office-2013, приложение Excel-2013; конспект, карточки с заданием.

Ход урока:

1.       Организационный момент.

Бывают дни, когда опустишь руки.

И нет ни слов, ни музыки, ни сил.

В такие дни я был с собой в разлуке

И никого помочь мне не просил.

А. Макаревич

Глядя в ваши внимательные глаза, я уверена в нашем с вами сегодняшнее сотрудничество.

Индивидуальная работа, взаимопроверка  и взаимооценивание по заданным критериям, формативное и суммативное оценивание работы

Проверим ваши знания небольшим тестом. Подпишите листочки с заданиями. Вам нужно в бланках написать основные понятия темы «Моделирование». Время выполнения 3-4 минуты.

- Время закончилось, поменяйтесь с соседней группой своей работой (по вариантам), проверим и оценим тест:   (слайд №3)

10 правильных ответов – оценка «5», 9 – 8 правильных – «4», 7-6 правильных – «3»

Спасибо за работу! Сдайте листочки мне

2.       Создание проблемной ситуации.

 Ребята, вы когда-нибудь задумывались над тем, почему наша жизнь как зебра: сегодня нам все удаётся, а через неделю элементарная задача кажется очень трудной; сегодня, несмотря на пасмурный день, настроение отличное, а через 3 дня нас раздражает все вокруг.

Учёные установили, что жизнь человека подчиняется трем циклическим процессам, называемым биоритмами. Просмотр видеоролика.

·            Физический биоритм характеризует жизненные силы человека, т.е. его физическое состояние, энергию, силу, выносливость.

Периодичность ритма составляет 23 дня.

·            Эмоциональный биоритм характеризует состояние нервной системы, настроение.

Продолжительность периода эмоционального цикла равна 28 дням.

·            Интеллектуальный цикл определяет мыслительные способности, способность обрабатывать информацию.

Цикличность его –33 дня.

В каждом из трёх циклов первая половина является благоприятной для человека, вторая – неблагоприятной, пересечение же графика с осью абсцисс считается критической точкой, в такие критические дни человек может ожидать для себя наибольших опасностей. Необязательно считать, что должно произойти несчастье, просто в этот день нужно быть начеку, так как ваши физические, интеллектуальные или эмоциональные возможности снижены.

Не все считают эту теорию строго научной, но многие верят в нее. Более того, в некоторых странах людям рискованных профессий (летчикам, каскадерам и т.д.) предоставляется выходной в тот день, когда нулевую отметку пересекают одновременно две или три кривые биоритмов.

Всегда интересно соответствие теории и практики.

3.       Выдвижение гипотезы.

Как вы думаете, зависит ли реальная жизнь человека от его биоритмов? Ваши предположения? Сформулируем в виде гипотезы: да, зависит.

Каким способом мы можем проверить гипотезу? Практическим. Необходимо построить биоритмы. Итак, тема сегодняшнего урока: «Моделирование биоритмов человека в MS Excel».

4.       Постановка цели.

Итак, наша цель –построить биоритмы конкретного человека.

5.       Актуализация знаний.

Вопрос:        Что такое математическое моделирование?

Ответ:         Математическое моделирование – это моделирование, при котором исследование объекта осуществляется посредством модели, сформулированной на языке математики.

Вопрос:        Что такое компьютерная модель?

Ответ:         Компьютерная модель – модель, реализованная средствами программной среды.

Вопрос:        Что такое электронная таблица?

Ответ:         Электронные таблицы предназначены для организации табличных расчетов на компьютере. Прикладные программы, работающие с электронными таблицами, называются табличными процессорами.

Наименьшая структурная единица электронной таблицы — ячейка. Имя ячейки складывается из буквенного имени столбца и номера строки.

В ячейке может помещаться текст (символьная последовательность), число, дата, формула.

Ячейки, в которые пользователь заносит числа, содержат исходные данные для вычислений. В ячейках с формулами получаются результаты вычислений.

Изменение исходных данных мгновенно приводит к пересчету формул, в которые эти данные входят.

Электронные таблицы (так же как и базы данных) можно рассматривать как информационные модели реальных объектов

Вопрос:        Назовите различия между абсолютными, относительными и смешанными ссылками.

Ответ:         Относительная ссылка указывает на ячейку, согласно ее положения относительно ячейки, содержащей формулу. Обозначение относительной ячейки – А1.

Абсолютная ссылка указывает на ячейку, местоположение которой неизменно. Обозначение абсолютной ячейки – $A$1.

Смешанная ссылка содержит комбинацию относительной и абсолютной ссылок – $A1, A$1

6.       Краткий инструктаж по технике безопасности в компьютерном классе. Актуализация знаний, фронтальный опрос, формативное оценивание

Сегодня мы проводим практическое занятие в компьютерном классе. Для обеспечения безопасной работы необходимо выполнять следующие правила:

·            Нельзя самостоятельно, без разрешения учителя, включать и выключать компьютеры.

·            Нельзя касаться тыльной стороны компьютера и проводов.

·            Нельзя работать мокрыми руками и во влажной одежде.

·            Нельзя нажимать клавиши ручкой или карандашом.

·            Нельзя ходить по классу, вставать со своего места.

·            В случае неисправности компьютера или при обнаружении запаха гари – позвать учителя.

Развитие умений и навыков учащихся при создании и практическом применении электронных таблиц для решения конкретных задач. Итак, на уроке я предлагаю вам  выполнить  моделирование биоритмов для конкретного человека от указанной текущей даты (дня отсчета) на месяц вперед с целью дальнейшего анализа модели.

ОПРЕДЕЛИМ:

1.       Цель моделирования

На основе анализа индивидуальных биоритмов прогнозировать неблагоприятные дни, выбирать благоприятные дни для разного рода деятельности.

2.       Формализация задачи

Объектом моделирования в этой задаче может быть любой человек или группа людей, для которых известна дата рождения.

Построение математической модели для расчёта биоритмов.

Что будет результатом моделирования?

·            Графическое представление биоритмов.

Какие исходные данные необходимы для построения графиков?

·            Начало отсчета.

·            Период исследования.

·            Уравнение зависимости.

За начало отсчёта всех трёх биоритмов берется день рождения человека. Очевидно, что момент появления на свет очень труден для него, ведь ребенок, появляясь на свет, меняет водную среду на воздушную. Происходит глобальная перестройка всего организма. С точки зрения биологи достаточно правдоподобно, что все три биоритма в этот день пересекают ось абсцисс.

Предположите, график, какой функции вы видите на экране? Действительно, математики предположили, что эта зависимость синусоидальная и описывается следующими формулами:

Физический цикл:		где х – количество прожитых дней
Эмоциональный цикл:
Интеллектуальный цикл:

Период исследования – 31 день.

Какое средство можно выбрать для реализации?

MS Excel из пакета Microsoft Office.

7.         Реализация модели в программе MSExcel.    Алгоритм построения графика биоритмов.

Откроем заготовку файла Биоритмы.xlsx

Запишем свои имя и фамилию.

Дата рождения – свои данные.

Дата начала прогноза – 1 марта 2016 г.

Продолжительность прогноза будет считаться автоматически, исходя из количества заполненных ячеек в колонке «Дата прогноза». Для этого воспользуемся формулой =СЧЁТЗ(A9:A365).

Заполняем колонку «Дата прогноза»:

·         В ячейку А9 запишем =$B$5.

·         В ячейку A10 запишем=А9+1.

·         Маркером автозаполнения растягиваем до 31 дня.  

Диалог, развитие логического мышления, критического мышления: Что такое автозаполнение? Маркер автозаполнения? Что произойдет, если протянуть маркер  автозаполнения вниз и вправо? А если вверх и влево?

Заполняем колонку «Физический цикл»:

·         В ячейкуB9 запишем =SIN(2*ПИ()*(A9-$B$4)/23).

·         Маркером автозаполнения растягиваем до последней даты прогноза.

Заполняем колонку «Эмоциональный цикл»:

·         В ячейкуC9 запишем =SIN(2*ПИ()*(A9-$B$4)/28).

·         Маркером автозаполнения растягиваем до последней даты прогноза.

Заполняем колонку «Интеллектуальный цикл»:

·         В ячейкуD9 запишем =SIN(2*ПИ()*(A9-$B$4)/33).

·         Маркером автозаполнения растягиваем до последней даты прогноза.

Строим график:

·         Выделим диапазон для графика: Дата прогноза и значения всех трёх биоритмов.

·         Выбираем меню «Вставка».

·         На ленте выбираем «График с маркерами».

Получаем график. Выведем его на отдельный лист.

 Получим такой результат:

Физминутка.

                Инструкция к выполнению проекта «Биоритмы человека».(Приложение №2)

Цель работы: на основе анализа индивидуальных биоритмов учиться прогнозировать неблагоприятные дни, выбирать благоприятные дни для разного рода деятельности. 

Ход выполнения работы:

   Для моделирования выберем среду электронной таблицы MS Office 2013.

1.     Создаем файл Биоритмы.xls.

2.     Создаем таблицу по образцу:

	A	B	C	D
1	Биоритмы
2
3	Исходные данные
4	Дата рождения	06.03.2000
5	Дата отсчета	01.03.2016
6	Длительность прогноза	31
7	Результаты
8	Порядковый день	Физическое	Эмоциональное	Интеллектуальное
9	Формула 1	Формула 3	Формула 4	Формула 5
10	Формула 2	Заполнить вниз
11	Заполнить вниз

   3.  Введите в ячейки исходные данные и расчетные формулы (используйте встроенные функции):

Ячейки	Параметр	Формула	№ формулы
А9	Дата отсчета	=$B$5	Формула 1
А10	Дата следующего дня	=A9+1	Формула 2
В9	Физический цикл	=SIN(2*ПИ( )* (A9-$B$4) / 23)	Формула3
С9	Эмоциональный цикл	=SIN(2*ПИ( )* (A9-$B$4) / 28)	Формула4
D9	Интеллектуальный цикл	=SIN(2*ПИ( )* (A9-$B$4) / 33)	Формула5

4.  Провести расчеты для исходных данных.

    5.  Сравнить полученные результаты с контрольными данными:

	A	B	C	D
1	Биоритмы
2
3	Исходные данные
4	Дата рождения	06.03.1984
5	Дата отсчета	01.04.1998
6	Длительность прогноза	30
7	Результаты
8	Порядковый день	Физическое	Эмоциональное	Интеллектуальное
9	01.04.1998	0,40	-0,22	-0,99
10	02.04.1998	0,14	-0,43	-1,00
11	03.04.1998	-0,14	-0,62	-0,97

  Совпадение значений с контрольным образцом показывает правильность введения формул.

    6.  Введите в ячейку В4 дату вашего рождения.

    7.  Введите в ячейку В5 дату отсчета – 01.04.2016.

    8.  Произведите перерасчет значений.

    9.  Построите график ваших биоритмов.

  10.  Ответьте на предложенные вопросы:

• какие неблагоприятные для вас дни для сдачи зачета по физкультуре (плохое физическое состояние)?
• какой день наиболее благоприятен для похода в горы, в театр, в парк (хорошее эмоциональное состояние)?
• когда работа на уроках информатики и математики даст наилучшие результаты (хорошее интеллектуальное состояние)?

  11.  Результаты эксперимента и график биоритмов оформите в виде текстового файла.

8.     Анализ результатов моделирования

Проанализируйте диаграмму (запишите ответы рядом с диаграммой)

·         выберите неблагоприятные дни для сдачи зачета по физкультуре.

·         выберите день для похода в горы, в театр.

·         выберите дни, когда ответы на уроках будут наиболее (наименее) удачными.

Диалог, развитие логического мышления, критического мышления: Как вы думаете, что будет показывать график, если сложить все три биоритма? Можно ли будет по нему что-либо определить?

9.     Выполнение учащимися самостоятельной работы.

Составить графики биоритмов для Н.А.Назарбаева (6 июля 1940 г.).

Составить графики биоритмов для К.К.Масимова (15 июня 1965 г.).

Постройте суммарный график и письменно сделайте выводы в тетради.

10.  Построение модели физической, эмоциональной и интеллектуальной совместимости двух известных в нашей стране людей Н.Назарбаева и К.Масимова.

Введите в ячейку С2 дату рождения Н.Назарбаева. Выделите рассчитанные четыре столбца  биоритмов, скопируйте в рядом стоящие столбцы и отредактируйте ссылки. Постройте график биоритмов К.Масимова (заполните таблицу).

Проанализируйте графики и ответьте на вопросы :

1. Что показывают графики одноименных биоритмов? Что можно по ним определить?

2. Какая из трех кривых показывает наилучшую (наихудшую) совместимость с другом?

3. В какой области совместной деятельности эти люди могли бы преуспеть или преуспевают?

4. Выберите наиболее благоприятные дни для совместного участия с другом в командной игре, например в футбольном матче. Можно ли вообще вам с другом выступать в соревнованиях единой командой? Дайте четкое обоснование своего ответа.

5. Определите дни, когда им не следует общаться. Что можно ожидать в эти дни?

Дополнительное задания для одаренных детей. Спрогнозируйте результат совместного с другом разгадывания кроссворда в указанные дни месяца, например, 10-го, 15-го и 21-го.

11.      Подведение итогов урока.

После выполнения задания каждый учащийся должен распечатать результаты своей работы на принтере и получить оценку.

Домашнее задание.

В течение месяца вести дневник наблюдений своего физического, интеллектуального и эмоционального состояния, оценивая их ежедневно по шкале:

1, 0, -1 (см. таблицу1).

Составить графики биоритмов для В.И.Ленина (22 апреля 1870 г.). Вы столкнетесь с проблемой: Excel не может работать с датами до 1900 года. Постарайтесь найти выход из данной  ситуации самостоятельно. Если не получится решить проблему, рассмотрим это задание на следующем уроке.

Развитие умений и навыков учащихся при создании и практическом применении электронных таблиц для решения конкретных задач

Рефлексия: «Дорисуй лицо информатика»   

"Итак, пора нам оценить самих себя,
А также в целом весь урок.
Чтоб это сделать каждый смог,
В портрете важную деталь дорисовать необходимо".

Коль удался урок, пускай наш информатик улыбнется,
Ведь тот, кто весел, тот смеется!
Коль не понравился урок,
Улыбка прочь - рот на замок...