Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Информатика / Конспекты / Урок информатики в 9 классе на тему "Моделирование экологических процессов в EXcel"

Урок информатики в 9 классе на тему "Моделирование экологических процессов в EXcel"

Идёт приём заявок на самые массовые международные олимпиады проекта "Инфоурок"

Для учителей мы подготовили самые привлекательные условия в русскоязычном интернете:

1. Бесплатные наградные документы с указанием данных образовательной Лицензии и Свидeтельства СМИ;
2. Призовой фонд 1.500.000 рублей для самых активных учителей;
3. До 100 рублей за одного ученика остаётся у учителя (при орг.взносе 150 рублей);
4. Бесплатные путёвки в Турцию (на двоих, всё включено) - розыгрыш среди активных учителей;
5. Бесплатная подписка на месяц на видеоуроки от "Инфоурок" - активным учителям;
6. Благодарность учителю будет выслана на адрес руководителя школы.

Подайте заявку на олимпиаду сейчас - https://infourok.ru/konkurs

  • Информатика

Название документа Задачи к уроку.docx

Поделитесь материалом с коллегами:

Задача 1

1. Постановка задачи. Для производства вакцины на заводе выращивают одну из культур бактерий. Известно, что если масса бактерий - Х г, то через день она увеличивается на (А-ВХ)Х, где А и В - коэффициенты, зависящие от вида бактерий. Ежедневно для нужд производства забирается М г бактерий. Исследуйте, как изменяется масса бактерий по дням (от 1 до 30), если А=1, В=0,0001, Хо=12000, М=2000. Ответьте на вопросы:

а) есть ли минимальный предел первоначального количества бактерий при заданных А, В и М?

1. План создания модели.

б) Компьютерная реализация модели. Реализацию модели можно осуществить через итерационные вычисления. Воспользуемся общей схемой представления модели в ЭТ.


A

B

C

1

БИОЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ


Исходные данные



1

-коэффициент А



0,0001

-коэффициент В



12000

-начальная масса Хо



2000

-ежедневная потребляемая масса М






Расчетная таблица


номер суток

масса Х

масса М


0

=A5

=A6


=A10+1

=B10+($A$3-$A$4*B10)*B10-C10

=C10

Модель задачи о вакцине

4. Проверка адекватности модели.

Полная адекватность модели не вызывает сомнения. Расчетные формулы модели полностью совпадают с расчетными формулами, представленными в условии задачи.

5. Проведение вычислительного эксперимента и интерпретация результатов.

  • Исследуя компьютерную модель задачи о вакцине приходим к выводу, что масса бактерий довольно быстро убывает, но на 11-й день становится равной 7236 г и после этого практически не изменяется.

  • Попробуем увеличить первоначальную массу бактерий; при Х0=17000 масса бактерий сначала резко снижается, но к 27-му дню опять стабилизируется на уровне 7236 г.

  • Если же мы увеличили первоначальную массу (например, Хо =18000г), то уже через два дня произойдет "ЧП" - бактерии погибнут. Парадоксальный факт: слишком большое первоначальное количество бактерий приводит к их гибели.

  • Вычислительный эксперимент подводит к выводу, что для получения к концу месяца 7136 г бактерий целесообразно взять гораздо меньшее их количество. Есть ли минимальный предел первоначального количества бактерий? Вычислительный эксперимент показывает, что такой предел есть и равен 2839 г, и позволяет сделать вывод, что существует интервал первоначальных значений массы бактерий, при которых к концу месяца масса бактерий стабилизируется на уровне 7236г.



Задача 2

1.Постановка задачи

В результате сброса промышленных стоков возрос уровень загрязнения реки. Каким он будет через сутки, двое и т.д. и когда он будет допустимым, если известно, что за сутки он уменьшается в определенное количество раз?

Провести исследование экологической модели при значениях параметров представленных в таблице:


Вещество

С0(мг/л)

Сдоп(мг/л)

К

Свинец

5

0,03

1,12

Мышьяк

1,5

0,05

1,05

Фтор

0,2

0,05

1,01


С0 – начальная концентрация вредных примесей,

Сдоп-предельно допустимая концентрация вредных примесей,

К- коэффициент суточного уменьшения концентрации вредных примесей.

3. Создание модели

Математическая постановка задачи: .

При заданных значениях С0 и К определите целое значение n, при котором соотношения, приведенные выше дают величину С меньше или равную заданной величине Сдоп

б) Компьютерная реализация модели



A

B

C

1

Экологическая модель

2

Исходные данные

3

5

начальная концентрация вредных примесей

4

0,03

Допустимая концентрация  

5

1,12

коэффициент суточного уменьшения концентрации  

6

 

 

 

7

Расчетная таблица

8

n

K

C

9

0

1,12

5

10

=A9+1

=B9

=C9/B10


5.Проверка вычислительного эксперимента и интерпретация результатов.

Сравнивая значения столбца С со значениями ячейки А4(допустимая норма Сдоп), мы должны получить ячейку Сi, значение которой меньше или равно значению А4. Если такая ячейка существует, то определим соответствующее значение ячейки Ai. Это будет номер суток. Если такой ячейки не окажется, следует продолжить копирование ячеек до получения нужного результата.

Экологическая интерпретация полученного решения: «через 46 суток уровень загрязненности достигнет допустимой нормы»

Решение данной проблемы в реальности приводит к достижению нижней границы уровня чистоты источника, что решает проблему с точки зрения экологии. Естественный же уровень чистоты источника, намного выше. Разница между естественным и допустимым уровнями чистоты экосистемы определяется уровнем нравственного здоровья общества.



Задача 3

1.Постановка задачи.

В 2000 году объем древесины на территории лесного массива составлял120000м3. При заготовке древесины ежегодно вырубается 9500м3. Естественный ежегодный прирост составляет 5,5%. Какой объем древесины будет на территории через 20 лет? Станет ли он меньше минимально допустимого значения (23000м3)? При необходимости откорректировать план лесозаготовки с точностью до 100м3.

3. Создание модели.

а)Построение математической модели (определение аргументов и результатов и связи между ними)

Пусть

  • объем на начало года Vn

  • план PL


Vn = Vn-1-PL+ Vn-1*0,055

V0 = 12000

Математическая постановка задачи:

При заданных значениях V0 и PL определите значение при n =20, при котором соотношения, приведенные выше дают величину Vn большей или равную заданной величине V доп(23000м3)


б) Компьютерная реализация модели.


A

B

C

1

Год

Объем

План

2

2000

120000

9500

3

2001

=B2-$C$2+B2*0,055


4




Выводы:



Задача 4

1.Постановка задачи. Завод, стоящий на берегу реки, сбрасывает в нее ежедневно случайным образом (из-за неисправности очистных сооружений) от 0 до 30 кг вредных веществ. За каждый кг сверх 15 завод обязан заплатить штраф 1000р. Прибыль завода от реализации его продукции 7000р. в день. Проследить рентабельность завода за месяц.

Рассмотрим схему: «уровень выброса»(В) – «штраф»(С) – «прибыль»(D) – «накапливаемая прибыль»(Е).

Bn – случайное число от 0 до 30;

При Bn>15, Cn=( Bn-15)*1000 (иначе -0);

Dn=7000- Cn

En=En-1+Dn

Для определения рентабельности завода необходимо подсчитать накапливающуюся прибыль и суммарный штраф за месяц.

Связь между элементами этой системы может быть представлен в виде ЭТ.


A

B

C

D

E

1

Число

Выброс

Штраф

Прибыль

Нак. прибыль

2

1

=СЛЧИС()*30

=ЕСЛИ(B2>15;(B2-15)*100;0)

=7000-C2

=D2

3

2




=E2+D3







33



=СУММ(С2Жс32)


=ЕСЛИ(Е32>C33;«да»;«нет»)


В ячейке Е33вывести ответ о рентабельности завода: «да» - если накапливаемая прибыль больше суммы(С33), «нет –» в противном случае




Задача 5

1.Постановка задачи.

Определить, через какое время водоем может иметь промысловое значение, т.е. объем рыбы в нем достигнет значения 100т, если известно, что ежегодный естественный прирост рыбы равен 10,5%, а естественная убыль 2,6%. Первоначально в водоем выпускают 50 т рыбы.

текст задачи






математическая модель:





чтобы найти объем рыбы на конец года необходимо: V=Vh+Vh*10,5%-Vh*2,6%

компьютерная модель:





исходные данные






нач объем

50





прирост

10,50%


7,50%



убыль

2,60%


5,20%



компьютерный эксперимент:




расчет






годы

объем1

объем2

объем3



0

50

50

30



1

53,95

51,15

32,37



2

58,21205

52,32645

34,92723



3

62,8108

53,52996

37,68648



4

67,77286

54,76115

40,66371



5

73,12691

56,02065

43,87615



6

78,90394

57,30913

47,34236



Построить графики





Название документа Конспект урока информатики.docx

Поделитесь материалом с коллегами:

Урок информатики в 9 классе «Моделирование экологических процессов в Excel»

Тема: «Моделирование экологических процессов в табличном редакторе Excel»

Цели: Воспитание экологической культуры школьников, формирование нравственных качеств личности. (Составные части экологической культуры: знания человека о природе, способах сохранения и оказания помощи природной среде, интерес к природе, чувства (любовь, жалость, сопереживание), достойное поведение в окружающей человека среде, разнообразная деятельность, направленная на сохранение и приумножение природы). На основе взаимосвязи этих компонентов формирование у школьников новых ценностных ориентации, стремлений, гражданской позиции.
Познавательные цели связанны с моделированием экологических процессов, отработкой навыков использования математических и логических формул на уроках информатики в электронных таблицах.

Ход урока:

  1. Организационный момент (1-2 мин)

  2. Объявление темы и целей урока (2-3 мин)

  3. Рассказ учителя о профессии эколога с демонстрацией презентации (8-10 мин)

  4. Выполнение практической работы по решению задач в табличном редакторе Excel (20 – 22 мин)

  5. Проверка и оценивание работ учащихся

  6. Подведение итогов урока

Краткое описание этапов урока:

  1. Просьба к учащимся приготовиться к уроку и занять свои места за партами.

  2. Тема урока записана на доске. Учитель сообщает регламент урока и основные цели.

  3. Понимание того, что природные ресурсы не бесконечны и горы мусора всё растут и растут, пришло около 40 лет назад. Появилась необходимость в квалифицированных кадрах, которые могли бы каким-то образом предотвратить загрязнение воздуха и регулировать деятельность промышленных заводов.

Экологи - это те специалисты, которые пытаются объяснить, почему высыхают реки, гибнет рыба или летом выпадает снег.

Они изучают состояние воды, земли, воздуха, влияние промышленных отходов на растения, животных и человека.

Если содержание вредных веществ выше критического уровня, выявляют причины, составляют прогноз развития ситуации.

Специалисты изучают последствия запуска космических ракет, контролируют деятельность вредных производств, следят за утилизацией радиоактивных отходов.

Они выясняют причины природных катаклизмов и разрабатывают пути наименьшего воздействия людей на природу. Но, как и везде, значительную часть времени отнимает оформление различной документации. Путем наблюдений, опросов, с помощью приборов и других методов эколог проводит анализ состояния воды, земли, воздуха, растений, животных, а также изучает влияние природной среды и продуктов питания на здоровье и самочувствие людей, их генетический аппарат.

Выявляет и классифицирует действующие и потенциальные источники экологической опасности, определяет ее происхождение, характер, степень, масштабы, реальные и прогнозируемые последствия. С учетом текущих и перспективных экологических нормативов и регламентов разрабатывает комплекс природоохранных мероприятий, добивается их реализации, контролирует результаты в соответствии с законодательными актами. Через средства массовой информации разъясняет и пропагандирует цели и значение природоохранной деятельности.

Труд эколога сложный и напряженный; работа с документами сочетается с разъездами, организацией практических мероприятий.

Образование (Что надо знать?):

От представителя этой профессии работодатели требуют знание законодательной базы, профильное образование, умение проводить математические замеры и лабораторные исследования, рассчитывать потоки сточных вод и другие необходимые расчёты. Во многих ВУЗах готовят специалистов экологического профиля, важно определится с узкой специализацией.

Место работы и карьера:

В природоохранных организациях, в муниципальных структурах, на крупных предприятиях, где существует штатная единица эколог, например, возведение любого промышленного объекта обязательно сопровождается оценкой воздействия на окружающую среду.

Где учиться?

 

Тюменский государственный нефте-газовый университет

 

Институт геологии и нефтегазодобычи   Специальностей (1):

Техносферная безопасность

Тюменский государственный университет

 

Институт наук о Земле   Специальностей (1):

Экология и природопользование

Тюменский государственный архитектурно-строительный университет

 

Южно-уральский государственный университет

 

Механико-технологический факультет   Специальностей (1):

Техносферная безопасность

Химический факультет   Специальностей (1):

Экология и природопользование

Челябинский государственный университет

 

Факультет экологии   Специальностей (1):

Экология и природопользование

Уральский государственный лесотехнический университет (УГЛТУ)

 

  Специальностей (2):

Экология и природопользование

Техносферная безопасность

Челябинский государственный педагогический университет

 

Естественно-технологический факультет   Специальностей (1):

Экология и природопользование

Уральский государственный университет путей сообщения (УрГУПС)

 

Факультет управления процессами перевозок   Специальностей (1):

Техносферная безопасность

Уральский государственный университет физической культуры

 

  Специальностей (1):

Биология

Институт военно-технического образования и безопасности   Специальностей (1):

Техносферная безопасность

Институт естественных наук   Специальностей (2):

Биология

Экология и природопользование


  1. Напомнить учащимся об основных этапах моделирования в электронных таблицах:

  • На первом этапе исследования объекта или процесса обычно строится описательная информационная модель. Такая модель выделяет существенные, с точки зрения целей проводимого исследования, параметры объекта, а несущественными параметрами пренебрегает

  • На втором этапе создается формализованная модель, т.е. описательная информационная модель записывается с помощью какого-либо формального языка. В такой модели с помощью формул, уравнений, неравенств и т.д. фиксируются формальные соотношения между начальными и конечными значениями свойств объектов, а также накладываются ограничения на допустимые значения этих свойств.

  • На третьем этапе необходимо формализованную информационную модель преобразовать в компьютерную модель, т.е. выразить ее на понятном для компьютера языке.

  • Четвертый этап исследования информационной модели состоит в проведении компьютерного эксперимента. Если компьютерная модель исследуется в приложении, например, в электронных таблицах, можно провести сортировку или поиск данных, построить диаграмму или график и т.д.

  • Пятый этап состоит в анализе полученных результатов и корректировке исследуемой модели. В случае различия результатов, полученных при исследовании информационной модели, с измеряемыми параметрами реальных объектов, можно сделать вывод, что на предыдущих этапах построения модели были допущены ошибки или неточности.

  • Раздать карточки с заданием каждой группе

  • Помочь, тем учащимся, которые затрудняются с созданием модели или со способом визуализации полученных результатов

  1. Копирование и демонстрация результатов работ на большой экран с комментариями учащихся о полученных результатах

  2. Рефлексия урока:

  • Заинтересовала ли профессия эколога

  • Хотели бы узнать больше

  • Получили ли полезные навыки в моделирование и проведении расчетов

  • Выставление оценок и пожелание дальнейших успехов

Название документа ПРофессия эколог.pptx

Моделирование экологических процессов в среде табличного редактора
Профессия - эколог В современном обществе под профессией понимают такое заня...
Экологи - это те специалисты, которые пытаются объяснить, почему высыхают рек...
Специфика профессии: Плюсы профессии: · Если повезет частые командировки по с...
Образование: Профессия эколога считается модной, престижной и перспективной,...
Перед человечеством во весь рост поднимается проблема выживания человека - са...
  Тюменский государственный нефте-газовый университет  Институт геологии и не...
Механико-технологический факультет   Специальностей (1): Техносферная безопа...
Факультет управления процессами перевозок   Специальностей (1): Техносферная...
1 из 9

Описание презентации по отдельным слайдам:

№ слайда 1 Моделирование экологических процессов в среде табличного редактора
Описание слайда:

Моделирование экологических процессов в среде табличного редактора

№ слайда 2 Профессия - эколог В современном обществе под профессией понимают такое заня
Описание слайда:

Профессия - эколог В современном обществе под профессией понимают такое занятие человека, которое: - требует специальной подготовки, обучения. практикуется человеком регулярно. служит источником средств к существованию. Слово "экология" происходит от греческих слов oicos - дом и logos - наука. Этот термин был впервые использован в 1866 году ученым, биологом -дарвинистом Эрнстом Геккелем. Он понимал экологию как "науку о взаимоотношениях живого вещества с окружающей его средой".

№ слайда 3 Экологи - это те специалисты, которые пытаются объяснить, почему высыхают рек
Описание слайда:

Экологи - это те специалисты, которые пытаются объяснить, почему высыхают реки, гибнет рыба или летом выпадает снег; изучают состояние воды, земли, воздуха, влияние промышленных отходов на растения, животных и человека. Выясняют причины природных катаклизмов и разрабатывают пути наименьшего воздействия людей на природу.

№ слайда 4 Специфика профессии: Плюсы профессии: · Если повезет частые командировки по с
Описание слайда:

Специфика профессии: Плюсы профессии: · Если повезет частые командировки по стране, · Моральное удовлетворение от сознания того, что в очередной раз удалось предотвратить загрязнение окружающей среды, · Это труд нельзя назвать изнуряющим. Минусы профессии: · Природоохранные организации очень сильно зависят от финансирования, а это сказывается на уровне зарплат и наличие работы, · Нередко приходится работать в экстремальных условиях, · Может быть опасна для здоровья, так как иногда приходится иметь дело с отравляющими веществами.

№ слайда 5 Образование: Профессия эколога считается модной, престижной и перспективной,
Описание слайда:

Образование: Профессия эколога считается модной, престижной и перспективной, но… на Западе. В России у специалистов свои особенности построения карьеры. Без высшего образования российскому экологу не обойтись. Например, чтобы выяснить истинные причины загрязнений, инспектору нужно быть не только специалистом в области экологии, но и хорошим инженером. Инженерные знания помогают решать проблемы и чисто технического характера.

№ слайда 6 Перед человечеством во весь рост поднимается проблема выживания человека - са
Описание слайда:

Перед человечеством во весь рост поднимается проблема выживания человека - сама будущность нашего биологического вида ставится под вопрос, и ему может грозить судьба динозавров. Только, причиной исчезновения бывших властителей Земли было внешнее вмешательство, а человечество может погибнуть от неумения разумно использовать свое могущество.

№ слайда 7   Тюменский государственный нефте-газовый университет  Институт геологии и не
Описание слайда:

  Тюменский государственный нефте-газовый университет  Институт геологии и нефтегазодобычи   Специальностей (1): Техносферная безопасность Тюменский государственный университет  Институт наук о Земле   Специальностей (1): Экология и природопользование Тюменский государственный архитектурно-строительный университет  Южно-уральский государственный университет   Где учиться?

№ слайда 8 Механико-технологический факультет   Специальностей (1): Техносферная безопа
Описание слайда:

Механико-технологический факультет   Специальностей (1): Техносферная безопасность Химический факультет   Специальностей (1): Экология и природопользование Челябинский государственный университет  Факультет экологии   Специальностей (1): Экология и природопользование Уральский государственный лесотехнический университет (УГЛТУ)    Специальностей (2): Экология и природопользование Техносферная безопасность Челябинский государственный педагогический университет  Естественно-технологический факультет   Специальностей (1): Экология и природопользование Уральский государственный университет путей сообщения (УрГУПС)  

№ слайда 9 Факультет управления процессами перевозок   Специальностей (1): Техносферная
Описание слайда:

Факультет управления процессами перевозок   Специальностей (1): Техносферная безопасность Уральский государственный университет физической культуры    Специальностей (1): Биология Институт военно-технического образования и безопасности   Специальностей (1): Техносферная безопасность Институт естественных наук   Специальностей (2): Биология Экология и природопользование

Самые низкие цены на курсы профессиональной переподготовки и повышения квалификации!

Предлагаем учителям воспользоваться 50% скидкой при обучении по программам профессиональной переподготовки.

После окончания обучения выдаётся диплом о профессиональной переподготовке установленного образца (признаётся при прохождении аттестации по всей России).

Обучение проходит заочно прямо на сайте проекта "Инфоурок".

Начало обучения ближайших групп: 18 января и 25 января. Оплата возможна в беспроцентную рассрочку (20% в начале обучения и 80% в конце обучения)!

Подайте заявку на интересующий Вас курс сейчас: https://infourok.ru/kursy

Автор
Дата добавления 05.02.2016
Раздел Информатика
Подраздел Конспекты
Просмотров277
Номер материала ДВ-417852
Получить свидетельство о публикации

УЖЕ ЧЕРЕЗ 10 МИНУТ ВЫ МОЖЕТЕ ПОЛУЧИТЬ ДИПЛОМ

от проекта "Инфоурок" с указанием данных образовательной лицензии, что важно при прохождении аттестации.

Если Вы учитель или воспитатель, то можете прямо сейчас получить документ, подтверждающий Ваши профессиональные компетенции. Выдаваемые дипломы и сертификаты помогут Вам наполнить собственное портфолио и успешно пройти аттестацию.

Список всех тестов можно посмотреть тут - https://infourok.ru/tests

Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх