Урок информатики Мини-проект «Моделирование в среде графического редактора»

Урок информатики

Мини-проект «Моделирование в среде графического редактора»

Уважаемые коллеги, предлагаю Вашему вниманию урок по теме «Моделирование в среде графического редактора». На уроке я делаю акцент на умение учеников выполнять действия над объектами векторной и растровой графики, работая с программами Paint и Word.

Цели урока:

- дидактические: обеспечить усвоение учащимися основных этапов моделирования, сформировать умение учащихся проводить компьютерный эксперимент, работая с программами  Paint и Word;

- развивающие: развивать умение анализировать полученные результаты, выявлять ошибки и корректировать модель;

- воспитательные: формировать активную, самостоятельную и инициативную позицию учащихся в учении, используя метод проектов, подчеркнуть важное место моделирования в деятельности человека, широкое использование компьютера в моделировании.

Ребята, запишите тему урока. Ваша задача сегодня: выполнить проект – создать компьютерную модель объекта «Паркет». Изучая тему «Понятие модели», мы определили, что такое модель.

Итак, модель – это (ученикам предлагаю продолжить определение) аналог (заместитель) оригинала, отражающий некоторые его характеристики.

Почему не исследовать сам оригинал, зачем создавать модель?

Ответы учащихся:

1) оригинала может не существовать в настоящем: это объект прошлого или будущего. Ученые построили теоретическую модель «ядерной зимы», которая наступит на нашей планете в случае ядерной войны. Эта модель – предостережение человечеству;

2) оригинал может иметь много свойств. В процессе познания учесть все сразу невозможно. Модель помогает изучать некоторые интересующие исследователя свойства, не учитывая других;

3) оригинал может быть недоступен исследователю по каким-либо причинам: атом водорода, рельеф лунной поверхности.

Процесс построения и изучения моделей является одним из ключевых видов деятельности человека и всегда предшествует другим ее видам. Этот процесс называют моделированием.

Моделирование – исследование объектов путем построения и изучения их моделей (презентация, слайд № 2). Моделирование – процесс очень сложный. Но этот процесс упрощается, если использовать компьютер. Моделирование – творческий процесс и поэтому заключить его в формальные рамки очень трудно. И все же попробуем пройти этапы моделирования на примере задачи «Моделирование паркета». Соблюдение этапов проектирования – гарантия достижения цели.

Вопрос учителя: Что будем моделировать? Ответ учащихся: Объект «Паркет».

I этап. Постановка задачи (слайд № 3).

Описание задачи. В Санкт-Петербурге расположены великолепные дворцы-музеи, в которых собраны произведения искусства великих русских и европейских мастеров. Помимо прекрасных творений живописи, скульптуры, мебели здесь сохранились уникальные образцы паркетов. Эскизы этих паркетов создали великие зодчие. А реализовали их идеи мастеровые-паркетчики (слайд № 3, гиперссылка «Паркеты Екатерининского дворца»). На уроке ученики, демонстрируя свою информационную компетентность, обращались к ресурсам сети ИНТЕРНЕТ, и на экране появлялись дворцы-музеи Санкт - Петербурга с уникальными образцами паркетов).

Паркет составляется из деталей разной формы и породы дерева. Из этих деталей паркетчики на специальном столе собирают блоки, совместимые друг с другом. Из этих блоков уже в помещении на полу компонуется реальный паркет.

Одна из разновидностей паркетов – из правильных геометрических фигур (треугольников, квадратов, шестиугольников и др. многоугольников). В различных сочетаниях детали паркета могут давать неповторимые узоры. Представьте себя в роли дизайнера, выполняющего заказ.

Цель моделирования: Разработать эскиз паркета.

Формализация задачи (придание ей формы, переход от общего описания задачи к конкретной формулировке, отвечающей на вопрос «Что делать?»). Объектом моделирования является геометрический паркет, составленный из стандартного набора правильных многоугольников. Детали должны быть совместимы, то есть должны иметь единый типоразмер – длину стороны многоугольника.

II этап. Разработка модели (слайды № 4, № 5).

Результатом формализации является информационная модель (целенаправленно отобранная информация об объекте, представленная в некоторой форме).

Информационная модель

Объект	Параметры	Значения
Многоугольник	Количество сторон	3, 4, 6
	Длина стороны	A
	Цвет	Оттенки различных пород древесины
	Фактура	Рисунок, имитирующий срез древесины

Теперь, когда сформирована информационная модель, выясним, что будет представлять собой компьютерная модель. Возникает вопрос выбора наиболее удобной и эффективной программной среды. Этот вопрос пока остается открытым. Сначала посмотрите, что вам предстоит создать (слайды № 6, № 7, № 8):

Модель 1 (это полный набор деталей, необходимых для моделирования). Фигуры раскрасьте, имитируя фактуру различных пород дерева.

Модель 2 (вы моделируете паркетный блок). Блоки могут компоноваться из деталей одной, двух или трех разновидностей.

Модель 3 (компоновка паркета из созданных блоков).

Эскиз паркета формируется из готовых блоков на рабочем поле какой программы? Графического редактора Paint или текстового процессора Word? Рассмотрим преимущества и недостатки растровой и векторной графики. С кем я могу обсудить этот вопрос? Пожалуйста, участвуйте в дискуссии.

− Легко ли совмещать объекты векторной графики?

− Нет.

− Растровой?

− Да, легко.

− В какой программе возможно изменение рисунка внутреннего заполнения объекта?

− В программе Microsoft Office Word. Нужно выбрать способ заливки «Текстура».

− С какой программой будете работать?

− С двумя программами: создаем объекты меню паркета в программе Word, изменяем их размеры, то есть, устанавливаем единый размер длины стороны многоугольника,  раскрашиваем объекты тоже в программе Word (если выбираем фактуру, имитирующую срез древесины). Паркетный блок и паркет создаем на рабочем поле графического редактора Paint.

III этап. Компьютерный эксперимент (слайд № 9).

Учитель знакомит учащихся с планом эксперимента и предлагает провести исследование.

План эксперимента.

1. Тестирование стандартного набора деталей – проверка совместимости.

2. Разработка паркетного блока.

3. Тестирование блоков – проверка их совместимости.

4. Моделирование эскиза паркета.

Проведение исследования.

1. Разработайте вариант паркетного блока и эскиза паркета.

2. Предложите его на выбор заказчику.

IV этап. Анализ результатов

Если вид паркета не соответствует замыслу заказчика, необходимо вернуться к одному из предыдущих этапов:

· разработать другой набор деталей или выбрать другие детали из набора.

· или создать другой блок из выбранных деталей.

Если вид паркета удовлетворяет исполнителя и (или) заказчика, принимается решение о разработке чертежей в реальном масштабе и подборе материалов.

На слайдах № 10, 11, 12 представлены компьютерные модели, которые созданы учениками на уроке в процессе индивидуальной работы. Их можно предложить заказчику…. А детям я предложила домашнее задание и прочитала слова писателя Роллана о том, что «Все радости жизни в творчестве».

Домашнее задание: создать меню чайного или кофейного сервиза (вид сверху) и «накрыть» праздничный стол на шесть персон по правилам этикета (слайд № 13).

Учитель: сегодня вы показали хорошее умение работать с двумя прикладными программами и умение моделировать. Профессиональная деятельность многих будет в дальнейшем связана с тем или иным видом конструирования (как одним из способов моделирования). Это и проектирование строительных объектов, и моделирование одежды, и создание многоцветных витражей и многое другое. Примером моделирования при создании новых технических средств может служить история развития космической техники. К. Э. Циолковский предложил для передвижения в пространстве использовать реактивный двигатель. Он составил точную описательную модель будущего межпланетного корабля с чертежами, расчетами и обоснованиями. Не прошло и полувека, как описательная модель Циолковского стала основой для реального моделирования в конструкторском бюро С. П. Королева. В экспериментах испытывали различные виды жидкого топлива, форму ракеты, систему управления и жизнеобеспечения, приборы для научных исследований. Результатом разностороннего моделирования стали мощные ракеты, которые вывели на орбиту искусственные спутники Земли, корабли с космонавтами на борту и космические станции. Построение модели позволяет обоснованно принимать решение по усовершенствованию имеющихся объектов и созданию новых, изменению процессов управления ими и изменению окружающего нас мира в лучшую сторону.

 ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА ДЛЯ УЧАЩИХСЯ:

«МОДЕЛИРОВАНИЕ ПАРКЕТА»

Цель: научиться поэтапно моделировать, по средствам графического редактора Paint.

Задание: Представьте себя в роли дизайнера паркета, выполняющего заказ. Создайте эскиз паркета, используя геометрические объекты.

Технология выполнения работы:

1.     В своей папке создайте папку «Паркет».

2.     Откройте графический редактор Paint.

3.     Смоделируйте процесс создания паркета согласно описанным этапам.

4.     Сохраните полученный паркет под именем «Паркет», выбрав расширение .jpg

5.     В папке «Паркет» создайте презентацию «Заказчику паркета», в которой опишите все этапы моделирования паркета.

ЭТАПЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПАРКЕТА:

I этап. Постановка задачи

ОПИСАНИЕ ЗАДАЧИ

В Санкт-Петербурге и его окрестностях расположены велико­лепные дворцы-музеи, в которых собраны произведения искусст­ва великих русских и европейских мастеров. Помимо прекрас­ных творений живописи, скульптуры, мебели здесь сохранились уникальные образцы паркетов. Эскизы этих паркетов создали ве­ликие зодчие. А реализовали их идеи мастеровые-паркетчики.

Паркет составляется из деталей разной формы и породы дерева. Детали паркета могут различаться по цвету и рисунку древесины.

Из этих деталей паркетчики на специальном столе собирают блоки, совместимые друг с дру­гом. Из этих блоков уже в помещении на полу компонуется реальный паркет.

Одна из разновидностей паркетов — из пра­вильных геометрических фигур (треугольни­ков, квадратов, шестиугольников или фигур более сложной формы). В различных сочета­ниях детали паркета могут дать неповтори­мые узоры. Представьте себя в роли дизайнера паркета, выполняющего заказ.

ЦЕЛЬ МОДЕЛИРОВАНИЯ

Разработать эскиз паркета, набор стандартных деталей паркета (рисунок 1.9). Разработать стандартный паркетный блок из деталей.

ФОРМАЛИЗАЦИЯ ЗАДАЧИ

Объектом моделирования является геометрический паркет, со­ставленный из стандартного набора правильных многоугольни­ков. Детали должны быть совместимы, то есть иметь единый ти­поразмер — длину стороны многоугольника а.

II этап. Разработка модели

ИНФОРМАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ

Объект	Параметры	Значения
Многоугольник	Количество сторон Длина стороны Цвет Фактура	3, 4, 6 а Оттенки различных пород древесины Рисунок, имитирующий срез древесины

КОМПЬЮТЕРНАЯ МОДЕЛЬ

Для моделирования набора совместимых деталей, паркетных блоков и паркета в целом используйте графический редактор Paint.

МОДЕЛЬ 1. Моделирование геометрических объектов с заданными свойствами для создания стандартного набора деталей паркета с совместимыми размерами.

Полный набор деталей, необходимых для моделирования (рисунок 1.10), соз­дайте по алгоритмам (рис. 1.5 и рис. 1.6).

Готовые фигуры раскрасьте, имитируя фактуру различных пород дерева.

Созданное меню сохраните в файле «Ме­ню паркета».

МОДЕЛЬ 2. Моделирование паркетного блока

Количество деталей в пар­кетном блоке зависит от раз­мера стороны многоугольника.

Блоки могут компоновать­ся из деталей одной, двух или трех разновидностей. На рисун­ке 1.11 изображены небольшие блоки из разного количества и ассортимента деталей.

МОДЕЛЬ 3. Компоновка паркета из созданных блоков

Паркет собирается из готовых блоков на полу. Образовавшиеся пустоты в углах и у стен заделываются деталями из стандартного набора.

Компьютерный эскиз паркета формируется по такому же принципу на рабочем поле графического редактора, с использова­нием его возможностей при работе с фрагментами рисунка.

III этап. Компьютерный эксперимент

ПЛАН ЭКСПЕРИМЕНТА

1. Тестирование стандартного набора деталей — проверка совместимости.

2. Разработка паркетного блока.

3. Тестирование блоков — про­верка их совместимости.

4. Моделирование эскизов пар­кета.

ПРОВЕДЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Разработайте несколько вариантов паркетного блока и эскизов паркета.

2. Предложите их на выбор заказчику.

IV этап. Анализ результатов

Если вид объекта не соответствует замыслу заказчика, вернуться к одному из предыдущих этапов: разработать другой набор дета­лей, или выбрать другие детали из набора, или создать другой блок из выбранных деталей.

Если вид паркета удовлетворяет исполнителя и (или) заказчи­ка, принимается решение о разработке чертежей в реальном мас­штабе и подборе материалов.

Литература:  «Задачник по моделированию», 9 – 11 класс (базовый уровень), под редакцией Н. В. Макаровой

ПРИЛОЖЕНИЕ

Екатерининский Дворец

Янтарная комната

Тронный зал

Картинный зал

 

Китайская гостиная Александра I

Зеленая столовая

Официантская

Парадная голубая гостиная