Разработка урока на тему "Моделирование в электронных таблицах"

Тема «Моделирование в электронных таблицах. Задача «Сберкасса».

Деркачева Марина Анатольевна, учитель информатики и ИКТ

Учебный предмет – информатика.

Уровень образования школьников:  10 класс общеобразовательной школы, 3-й год изучения предмета.

Раздел программы: Моделирование и формализация.

Место урока в изучении раздела: 11-й урок; до этого были рассмотрены основные этапы разработки и исследования моделей на компьютере; учащиеся знают типы информационных моделей; учащиеся умеют обрабатывать числовые данные в электронных таблицах, строить диаграммы и графики в ЭТ, создавать простейшие модели объектов и процессов в виде ЭТ.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  

Форма учебной работы – классно-урочная.

Продолжительность урока: 45 минут.

Технологические особенности:

Техническое оснащение: компьютерный класс, мобильный класс, мультимедийный проектор, на доске: тема урока.

Программное обеспечение: Microsoft Excel.

Тип урока:  Урок совершенствования ЗУН учащихся.

Вид: практическая работа.

Технология:  Исследовательская деятельность.

Цель урока:   Создание  ситуативной  модели в ЭТ. Использование приобретенных знаний и умений в практической деятельности  для создания ситуативных моделей, проведения компьютерного эксперимента в электронных таблицах и исследования построенной модели.

Форма урока:  урок-исследование.

Задачи урока:

Образовательная: закрепить навыки создания ситуативных моделей, проведения компьютерного эксперимента в электронных таблицах и исследования построенной модели.

Развивающая: развить личность учащегося, научить навыкам исследовательской работы, самостоятельному получению знаний; развивать умение анализировать, обобщать полученные результаты, умение использовать среду электронных таблиц для моделирования и исследования компьютерной модели.

Дидактическая: обеспечить усвоение новых знаний и способов действий на уровне применения в измененной ситуации, связать обучение с жизнью, теорию с практикой.

Воспитательная: формировать познавательную активность учащихся, повысить мотивацию учащихся на уроке, привить интерес к предмету.

План урока:

№ п/п	Этапы урока	Время
	Организационный момент.	1 мин
	Повторение этапов разработки и исследования моделей на компьютере.	3 мин
	Постановка цели занятия перед учащимися. Теоретическая часть урока.	10 мин
	Практическая часть урока.	20 мин
	Подведение итогов урока.	5 мин
	Рефлексия	5 мин
	Домашнее задание.	1 мин

Ход урока:

1.      Организационный момент. Приветствие. Уточнение отсутствующих. Сообщение темы и целей урока.

2.      Повторение. Подготовка к восприятию нового материала. Учащиеся должны вспомнить основные этапы разработки и исследования моделей на компьютере.

3.      Постановка цели занятия перед учащимися – найти ответ на задачу, решение которой заранее неизвестно, используя все полученные ранее навыки и умения работы в ЭТ.
Теоретическая часть урока.  Учитель  переносит  учащихся  в жизненную  ситуацию, создавая тем самым познавательную мотивацию.

Задача. За два часа до обеденного перерыва 40 бабушек встали в очередь за пенсией. Кассирша обслуживает клиента в среднем 1 минуту.

Первая бабушка «мучила» кассиршу вопросами 9 мин. 15 с. Каждая следующая бабушка, частично «мотая на ус» ответы, адресованные предыдущим бабушкам, «мучает» кассиршу на 10 с. меньше. Построить модель ситуации и исследовать ее.

•      - Скажите, какую бы вы выбрали программу для решения данной задачи? (Ученики отвечают, что задача вычислительная, и для ее решения используют либо среду программирования, либо электронные таблицы). Как будем решать данную задачу? (Построим модель).

Подведем итог, определите, что в модели является исходными данными, а что расчетными. Учащиеся коллективно обсуждают и выдвигают идеи (мозговой штурм), формулируют предположения (гипотезы), обосновывают планирование своей деятельности. Учитель направляет мыслительную деятельность, показывает на слайде №7 Информационную модель.

Объект	Параметры
	Название	Значение
Кассир	Время на обслуживание 1 клиента Tкл	Исходные данные
Очередь	Первоначальное количество бабушек в очереди	В задаче константа
Элемент очереди (бабушка)	Время расспросов1-й бабушкой кассира Тр Разница во времени общения кассира с бабушками Т Время общения i-ой бабушки с кассиром Время ожидания денег i-ой бабушкой Si	Исходные данные Исходные данные Расчетные данные Результат
Система	Время до обеденного перерыва Время до закрытия кассы	В задаче константа В задаче константа

Построим математическую модель, т.е. связь между исходными данными и расчетными данными в виде математических формул. Учащиеся коллективно предлагают способы и  пути решения задачи. Учитель записывает на доске окончательную версию математической  модели.

Математическая модель:                                                   

•      Т1=Ткл+Тр - Время обслуживания 1-ой бабушки

•      Ti=T(i-1)-T - Время на обслуживание i-ой бабушки

•      Si=S(i-1)+Ti - Суммарное время ожидания денег i-ой бабушкой

4.      Практическая часть урока.

Преобразовать формализованную информационную модель в компьютерную модель в электронных таблицах.

Компьютерная модель

Технология работы:

1)   В Excel заполните таблицу исходными данными, пользуясь шаблоном из файла
Сберкасса.xls.

2)   Заполните расчетную таблицу формулами в соответствии с математической моделью. Не забудьте об абсолютной и относительной адресации в формулах.

3)   Скопируйте, если это нужно, формулы вниз, используя маркер заполнения.

4)   Компьютерный эксперимент

Проверьте правильность ввода формул. Произвести расчеты.

Изменяя значения ячеек B5, B7, B8, исследовать влияние этих характеристик на скорость движения очереди.

Заполните формулами ячейки на 40 строк.

Определите по таблице (столбец С), сколько времени понадобится кассиру, чтобы обслужить всю очередь.

Найдите в таблице строку, которая соответствует наступлению обеденного перерыва.
Запишите в таблицу результаты решения данной задачи.

5)   Исследование модели. Используя модель, построенную для решения задачи, ответить на вопросы:

1)      Как долго будет «мучить» кассиршу 40-вая бабушка?

2)      Хватит ли на обслуживание всех бабушек дообеденного времени (2 часа)?

3)      Если не хватит, то какую по счету бабушку успеют обслужить до перерыва?

4)      Хватит ли времени на обслуживание всей очереди до конца рабочего дня, если после перерыва касса будет открыта еще 4 часа?

5)      Как влияет на время обслуживания очереди уменьшение времени расспросов? Можно ли сокращать это время и к чему это приведет?

6)   Анализ результатов моделирования.
Сформулируйте рекомендации символическому кассиру и бабушкам по организации процесса обслуживания. Оформите результаты в виде отчета в текстовом редакторе.

5.      Подведение итогов урока. Учащиеся сообщают результаты моделирования.

6.      Рефлексия

Учащимся предлагается закончить предложения:

·        Я узнал, что я могу…

·        Труднее всего мне…

·        Мне нужно работать над…

·        Я могу помочь другим с…

·        Наиболее интересная часть компьютерного моделирования…

7.      Домашнее задание.
Повторить этапы моделирования в электронных таблицах.

Приложения:

1.      Презентация «Моделирование в электронных таблицах»

2.      Сберкасса_Шаблон.xls

3.      Карточки для рефлексии

• 1 слайд

  Моделирование в электронных таблицах
  Задача «Сберкасса»
  

• 2 слайд

  Сберкасса
  Улица Ленина
  

• 3 слайд

  Сберкасса
  Улица Ленина
  Всего 40 бабушек
  До обеда 2 часа
  

• 4 слайд

  Сберкасса
  Улица Ленина
  Всего 40 бабушек
  До обеда 2 часа
  Кассир обслуживает 1 клиента – 1 минуту
  1-ая бабушка «мучила» кассира – 9 мин. 15 с.
  Каждая следующая бабушка «мучает» кассира на 10 с. меньше.
  

• 5 слайд

  Цель моделирования:
  
  
  Исследовать ситуацию с разных углов зрения, сделать выводы и дать рекомендации по улучшению обслуживания в сберкассе.
  

• 6 слайд

  Формализация задачи
  Что моделируется?
  Чем характеризуется кассир?
  
  Что известно об очереди?
  
  Чем характеризуется одна бабушка?
  Чем характеризуется сберкасса?
  Что надо определить?
  Система: кассир и очередь
  Временем обслуживания 1 клиента
  Состоит из 40 бабушек
  
  Временем на расспросы
  
  Временем до обеденного перерыва
  Время обслуживания каждой бабушки. Время, затраченное каждой бабушкой на получение денег.
  
  Уточняющий вопрос
  Ответ
  

• 7 слайд

  II этап. Разработка модели
  Информационная модель
  

• 8 слайд

  Математическая модель
  Время обслуживания 1-ой бабушки
  Время на обслуживание i-ой бабушки
  
  Суммарное время ожидания денег i-ой бабушкой
  Т1=Ткл+Тр
  
  Ti=T(i-1)-T
  
  
  Si=S(i-1)+Ti
  

• 9 слайд

  Компьютерная модель
  Объединим информационную модель и математическую, воспользовавшись средой табличного процессора.
  Открываем стр. 73 в Задачнике
  Запускаем MS Excel:
  Пуск – Все программы – MS Office - MS Office Excel.
  

Выразите свое отношение к уроку, закончив предложения:

·                             Я узнал, что я могу…

·                             Труднее всего мне…

·                             Мне нужно работать над…

·                             Я могу помочь другим с…

·                             Наиболее интересная часть компьютерного моделирования…

Выразите свое отношение к уроку, закончив предложения:

·                             Я узнал, что я могу…

·                             Труднее всего мне…

·                             Мне нужно работать над…

·                             Я могу помочь другим с…

·                             Наиболее интересная часть компьютерного моделирования…

Выразите свое отношение к уроку, закончив предложения:

·                             Я узнал, что я могу…

·                             Труднее всего мне…

·                             Мне нужно работать над…

·                             Я могу помочь другим с…

·                             Наиболее интересная часть компьютерного моделирования…

Выразите свое отношение к уроку, закончив предложения:

·                             Я узнал, что я могу…

·                             Труднее всего мне…

·                             Мне нужно работать над…

·                             Я могу помочь другим с…

·                             Наиболее интересная часть компьютерного моделирования…