Поняття моделі. Типи моделей. Моделювання як метод дослідження об'єктів Мета


Скачати 114.73 Kb.
НазваПоняття моделі. Типи моделей. Моделювання як метод дослідження об'єктів Мета
Дата04.07.2013
Розмір114.73 Kb.
ТипДокументи
bibl.com.ua > Інформатика > Документи

Тема. Поняття моделі. Типи моделей. Моделювання як метод дослідження об'єктів

Мета: сформувати уявлення про програму як автоматизовану інформаційну систему; розглянути складові програми; ввести поняття об'єкта, атрибутів, властивостей і методів об'єкта;

сформувати поняття:

  • моделі, моделювання;

  • інформаційної моделі;

  • комп'ютерного моделювання;

сформувати уявлення про:

  • різновиди моделей та їх відображення;

  • класифікацію моделей;

  • моделювання як метод пізнання;

  • загальні основи теорії моделювання;

формувати вміння:

  • будувати інформаційну модель задачі (об'єкта);

  • чітко й лаконічно висловлювати думки;

виховувати уважність, дисциплінованість під час роботи за ПК.

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Обладнання та наочність: дошка, комп'ютер, інструкції з ТБ в комп'ютерному кабінеті.

Базові поняття й терміни: модель, моделювання, проект, проектування.

ХІД УРОКУ

  1. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП

Привітання. Підготовка класу до занять.

Вступна бесіда

  1. Кабінет інформатики — кабінет підвищеної небезпеки.

  2. Правила поведінки в кабінеті інформатики.

  3. Структура курсу інформатики в 11 класі.

  4. Критерії оцінювання рівня навчальних досягнень з інформатики.

Учитель. Ми розпочинаємо вивчати повий розділ інформатики «Комп'ютерне моделювання. Основи алгоритмізації». Вивчення цієї теми розраховане на 6 годин. Під час вивчення теми ви навчитеся створювати різноманітні алгоритми та програми, виконаєте ряд практичних завдань.

Сьогодні на уроці ми виконаємо практичну вправу «Пошук та аналіз» із використанням Інтернету, розглянемо теоретичний матеріал, будемо працювати в середовищі текстового редактора над створенням електронного конспекту.

II. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ

Обговорення повідомлення

Упродовж тривалого часу програми не вважалися товаром як у західних країнах, так і в Радянському Союзі. Згодом після 1976 року на заході почалося масове поширення персональних комп'ютерів. Виникла потреба розробити тисячі різноманітних програм, від службових до ігрових. Спочатку їх створювали ентузіасти, але незабаром для багатьох це стало професією. До комерційних програм пред'являються особливі вимоги: вони повинні бути привабливими, виразними й дружніми, інакше їх не купуватимуть. Програміст або повинен стати художником, мультиплікатором, письменником, сценаристом і композитором, або йому треба зібрати команду людей з відповідними вміннями.

Коли в другій половині 80-х років у Росії сформувалися ринкові відносини, емісари західних фірм приїхали набирати програмістів, але їх спіткала несподівана проблема. Через те, що в Росії ніколи не було комерційного програмування, у наших програмістів не було ні традицій, ні досвіду в оформленні програм. Вони могли оригінально й талановито написати ядро програми, що становить її суть, але старанно уникали займатися нудною й нетворчою роботою з оформлення. Проблеми з оформленням програм нарешті розв'язали в другій половині 90-х років, коли вся світова індустрія засобів розробки додатків рухалася в напрямку максимального спрощення процесу створення програм, перевівши; його на візуальний рівень. Тоді з'явилися так звані системи програмування. Вони займалися оформленням програм, і програмісти змогли зосередитися тільки на логіці роботи програм.

III. МОТИВАЦІЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ

►► Вправа «Пошук та аналіз»

Учні об'єднуються в 4 групи.

Завдання

Використовуючи ресурси Інтернету, заповніть таблицю.




Проект

Проектування

Модель

Моделювання

Означення,пояснення













Властивості (етапи)













Типи













Приклади













Учні слухають результати (по одному учню від групи + доповнення від інших груп) та аналізують відповіді.

Варіанти відповідей учнів

Проект — сукупність документів — обчислень, креслень, макетів, моделей тощо, необхідних для зведення споруд, виготовлення машин, приладів.

Проектування — процес створення проекту, прототипу. У техніці — розробляння проектної, конструкторської та іншої технічної документації.

Модель — зменшена копія об'єкта.

Моделювання — процес створення моделі.

Проблемні запитання

  1. Чим проект відрізняється від моделі?

  2. Що передує — модель чи проект?

  3. Чому б не досліджувати сам об'єкт, для чого створювати модель?

IV. ЗАСВОЄННЯ НОВИХ ЗНАНЬ

Моделі та способи їх зображення

Учитель. Людина у будь-якій діяльності постійно користується моделями. Діти грають іграшками — зменшеними копіями реальних об'єктів. Для гри використовують не тільки готові моделі, а й створені власними руками з пластиліну, деталей конструктора. У школі діти ознайомлюються з іншими моделями: аплікація, рисунок, креслення, глобус, моделі фізичних пристроїв тощо. У подальшому житті люди також використовують моделі — макет (проект) будинку, автомобіля, моделювання фізичних, хімічних явищ та процесів.

Спробуємо дати означення поняттю «модель». Закінчіть речення: «Модель — ...»

Учні записують власні думки, читають та аналізують отримані вислови.

Модель (від лат. modulus — міра, зразок, норма) — це прообраз, опис або зображення якогось об'єкта.

Моделлю може бути будь-який об'єкт, явище або мисленнєвий образ, за допомогою яких вивчають більш складні об'єкти.

Моделі використовують тоді, коли безпосередньо дослідити відповідні об'єкти-оригінали складно або й неможливо. В іншому випадку моделі використовують для дослідження ще й неіснуючих об'єктів.

Крім матеріальних моделей (іграшки, глобуса, макета будинку), існують абстрактні моделі: описи, формули, зображення, схеми, креслення, графіки тощо. За допомогою математичних формул описують, скажімо, арифметичні операції, співвідношення в геометрії, закони руху і взаємодії тіл, хімічні формули (S = t , С3Н8, с2 = а2 + b2,...). Користуючись таблицями, графіками, діаграмами, можна відображати різноманітні явища, процеси закономірності і залежності реального світу.

Усі абстрактні моделі, які можна подати за допомогою набору знаків (геометричних фігур, символів, фрагментів тексту), — це знакові моделі. Для побудови знакової моделі потрібно знати значення знаків, що використовуються.

Абстрактні моделі, одержані внаслідок висновків, висловів називають вербальними (від лат. verbalis — усний).

Поняття об'єкта в програмуванні. Атрибути об'єкта. Властивості об'єкта: ідентичність, стан, поведінка. Поняття про методи об'єкта.

Визначте описані поняття об'єкта:

  • властивість об'єкта, що відрізняє цей об'єкт від інших об'єктів;
    (Ідентичність)

  • властивість об'єкта, що визначається сукупністю значень характерних для нього атрибутів; (Стан)

  • дії, які може виконати об'єкт; (Методи)

  • повідомлення, які отримують чи надсилають від одного об'єкта до іншого. (Події)

►► Мозковий штурм

Спробуємо провести класифікацію моделей: іграшка, макет будинку, правила для учнів, твір на тему «Якби я був президентом», запис структури молекули води, відповідь на запитання: «Чи є життя у Всесвіті?».

Наведена класифікація моделей — це одна з найпростіших класифікацій за способом створення. Можливі й інші класифікації моделей, наприклад за предметною ознакою: фізичні, хімічні, моделі будівельних конструкцій, різних механізмів тощо.

Інформаційні моделі

Під час вивчення інформатики нас цікавитимуть інформаційні моделі, тобто такі, що стосуються інформаційних процесів. До якої із зазначених вище множин можуть належати ці моделі? По-перше, інформаційні моделі мають бути абстрактними, оскільки, як відомо, інформація — це нематеріальна категорія. По-друге, інформаційні моделі мають бути знаковими, тому що повідомлення зображують у вигляді знаків. Знакові моделі прийнято поділяти на математичні й інформаційні.

Математична модель — це модель, що описує об'єкт, явище чи процес мовою математики.

Інформаційна модель — це модель, що описує інформаційні процеси або містить інформацію про властивості і стан об'єктів, процесів, явищ.

До інформаційних моделей належать тексти довідкових видань, енциклопедій.

Якщо модель формулюється таким чином, що її можна обробити на комп'ютері, вона називається комп'ютерною.

Комп'ютерна модель — це модель (математична чи інформаційна), реалізована за допомогою програмних засобів.

(До конспекту) Інформаційна модель — матеріальний або уявний об'єкт, використовуваний замість реального об'єкта або явища (процесу) при його дослідженні, що зберігає дані про певні важливі для дослідження типові риси і властивості оригіналу.

Математична модель — заміна об'єкта-оригіналу або явища (процесу) відповідним аналогом за допомогою математичних співвідношень.

Комп'ютерна модель — математична модель, реалізована за допомогою певних програмно-апаратних засобів.

Чітко сформулювати завдання — висловити ті припущення, які дадуть змогу у множині даних про досліджуване явище або об'єкт знайти необхідні вихідні дані, визначити, що буде служити результатом, і який зв'язок між вихідними даними та результатом.

При створенні математичної моделі задачі необхідно:

  • виділити припущення, на яких буде заснована математична
    модель;

  • визначити, що вважати них іди йми даними, а що — результатами;

  • записати математичні співвідношення (формули, рівняння,
    нерівності і т. д.), які зв'язують результати з вихідними даними.

Комп'ютерне моделювання

Моделювання на комп'ютері має набагато більше можливостей, ніж просто моделювання за допомогою реальних предметів або матеріалів.

Спробуємо це довести.

Учні об'єднуються в групи та заповнюють таблицю.


Об'єкт, явище чи процес

Матеріальна модель (зменшена копія)

Інформаційна модель (опис)

Комп'ютерна модель (програмна реалізація)

Будинок

Великі затрати, не інформаційна, складно вносити зміни







Ракета

Великі затрати, не інформаційна, складно вносити зміни







Графік функції

Для кожної функції створюється власний графік







Дія землетрусу

Практично неможливо реалізувати







Траєкторія руху планети

Примітивна







Виступають представники груп. Дискусія.

Етапи побудови комп'ютерної моделі

Учитель. Спробуємо уявити, з яких етапів складає створення комп'ютерної моделі. Взагалі, моделювання – це творчий процес, і розділити його на будь-які етапи і кроки дуже складно. Багато моделей і теорій народжуються внаслідок досвіду й інтуїції вченого або фахівця. Однак розв'язання більшості конкретних задач все ж таки можна уявити поетапно.

Процес створення комп'ютерної моделі можна уявити як шлях від постановки задачі, тобто від інформаційної моделі, і до втілення на комп'ютері. Реалізація моделі на комп'ютері відбувається за допомогою програм.

V. ЗАСТОСУВАННЯ ЗНАНЬ, ФОРМУВАННЯ ВМІНЬ ТА НАВИЧОК

►► Практичне завдання

Побудова моделей

Створити моделі засобами МS Office таких об'єктів: куб, будинок, ялинка.

Наприклад, куб — правильний многогранник, кожна грань якого є квадратом.
Побудова процесів

Хімічна реакція (НСl + Zn), передавання інформації.

Наприклад, 2НСl + Zn  ZnCl2 + Н2

Побудова явищ. Заломлення світла.

images images3images2


Опис об'єкта



Мотивація для створення моделі




Постановка задачі



Попередній аналіз


Визначення суттєвих факторів, взаємозв'язків


Вибір програмного

забезпечення



Розробка алгоритму

Комп’ютерна

модель

Створення моделі



Програмування

(створення)


Налагодження програми



Перевірка роботи моделі

за різних вхідних

параметрів



Аналіз отриманих

результатів

Комп’ютерний експеримент

VI. УЗАГАЛЬНЕННЯ НАВЧАЛЬНОГО МАТЕРІАЛУ

►► Бесіда з елементами опитування

  1. Що таке модель? Наведіть приклади моделей.

  2. Що розуміють під знаковою моделлю?

  3. Що таке математична та інформаційна модель? У чому різниця між ними?

  4. Що таке комп'ютерна модель? Які унікальні можливості дає комп'ютерне моделювання?

  5. Назвіть основні етапи створення комп'ютерної моделі.

  6. Що таке комп'ютерні експерименти?

  7. На які типи умовно можна поділити моделі?

  8. Назвіть недоліки комп'ютерних моделей.

VII. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

Учитель оцінює роботу учнів на уроці.

VIII. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Опрацювати конспект уроку та відповідний параграф підручника.

Створити засобами МS Office модель: паралелепіпед, стіл, квітку.

Схожі:

Поняття про моделі та моделювання. Класифікація моделей. Поняття...
Одним із важливих методів добування нової інформації людиною, пізнання нею довколишнього світу є моделювання
План лекції Методи кореляційно-регресійного аналізу. Методи математичного...
Ключові слова: модель, моделювання, кореляційний аналіз, регресійний аналіз, методи лінійного і динамічного програмування, прямий...
4 Метод статистичних випробувань Метод статистичних випробувань
Метод статистичних випробувань — це числовий метод математичного моделювання випадкових величин, який передбачає безпосереднє включення...
ТЕМА. ОГЛЯД РЕЛЯЦІЙНОЇ МОДЕЛІ ДАНИХ. МОДЕЛЬ «СУТНІСТЬ-ЗВ'ЯЗОК»
Мета: сформувати уявлення про реляційну модель даних, типи зв'язків між даними, поняття відношення, атрибута, ключа
«УЗАГАЛЬНЕНИЙ МЕТОД НАЙМЕНШИХ КВАДРАТІВ (метод ЕЙТКЕНА)»
Узагальнений метод найменших квадратів (метод Ейткена) оцінка параметрів лінійної економетричної моделі з гетероскедастиними заліками....
Урок №1 Тема уроку: Математичне моделювання
Мета уроку: сформувати знання учнів про математичне моделювання, про побудову математичних моделей до прикладних задач, про етапи...
Основні етапи розв’язування прикладної задачі з використанням комп’ютера....
Формулювання задачі в термінах певної предметної галузі знань (математика, фізика, економіка тощо)-постановка задачі
Моделювання області знань в системі безперервного навчання на основі...
Ання і визначення області знань в інтелектуальній системі безперервного навчання на базі моделі Web-контенту Tree-Net і понятійно-тезисної...
Синтез оптимальних систем автоматичного керування за допомогою методу динамічного програмування
Мета: засвоїти метод синтезу оптимальних САК за допомогою диференційного рівняння Р. Беллмана та отримати навички аналізу динаміки...
Тема. Поняття про глобальну та локальну комп’ютерні мережі Мета
Мета: Розглянути типи комп’ютерних мереж. Ввести поняття глобальної та локальної комп’ютерних мереж Виховувати сучасну людину, яка...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Портал навчання


При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання © 2013
звернутися до адміністрації
bibl.com.ua
Головна сторінка