Урок по теме Основные этапы моделирования по программе Н.В.Макаровой, 9 класс.

Тема урока «Основные этапы моделирования»
9 класс

Вид: комбинированный.
Тип: усвоение новых знаний.
Цель: формирование знаний, умений, навыков об основных этапах моделирования.
Задачи:
обучающая – формирование знаний, умений, навыков об основных этапах моделирования;
развивающая – развитие логического мышления, а также умения выделять главное, сравнивать, анализировать, обобщать;
воспитывающая - воспитывать волю и настойчивость для достижения конечных результатов.

Ход урока
Ориентационно – мотивационный этап

1.1. Постановка целей урока
Объявление темы и цели урока, объявление хода урока.
1.2. Актуализация ранее изученных знаний.
Данный этап урока проводится в виде теста:
(Приложение №1)

Операционно-исследовательский этап.
2.1. Усвоение нового материала.
Вступительное слово учителя: «Мы продолжаем работу по теме “Модели и моделирование”. Сегодня мы с вами рассмотрим основные этапы моделирования».
Изучение нового материала по теме: “Основные этапы моделирования”, с применением презентации.
















I этап. Постановка задачи

Этап постановки задачи характеризуется тремя основными моментами: описание задачи, определение целей моделирования.

Описание задачи

При описании задачи создается описательная модель с использованием естественных языков и рисунков. С помощью описательной модели можно сформулировать основные предположения, пользуясь условием задачи.
По характеру постановки все задачи можно разделить на две основные группы.
К первой группе можно отнести задачи, в которых требуется исследовать, как изменятся характеристики объекта при некотором воздействии на него: «что будет, если?..». . Например, будет ли сладко, если в чай положить две чайные ложки сахара?
Вторая группа задач имеет такую формулировку: какое надо произвести воздействие на объект, чтобы его параметры удовлетворяли некоторому заданному условию? Такая постановка задачи часто называется «как сделать, чтобы?..». Например, какого объема должен быть воздушный шар, наполненный гелием, чтобы он мог подняться вверх с грузом 100 кг?
Третья группа – это комплексные задачи. Примером такого комплексного подхода может служить решение задачи о получении химического раствора заданной концентрации:

Хорошо поставленной задачей является та, в которой:
описаны все связи между исходными данными и результатом;
известны все исходные данные;
решение существует;
задача имеет единственное решение.

Цель моделирования

Определение цели моделирования позволяет четко установить, какие исходные данные являются важными, какие – несущественны и что требуется получить на выходе.

Формализация задачи

Для решения любой задачи с использованием компьютера надо изложить ее на строгом, формализованном языке, например, с помощью математического языка алгебраических формул, уравнений или неравенств. Кроме того, в соответствии с поставленной целью необходимо выделить параметры, которые известны (исходные данные) и которые следует найти (результаты), с учетом ограничений на допустимые значения этих свойств.
Однако не всегда удается найти формулы, которые выражают результат через исходные данные. В таких случаях используются приближенные математические методы, позволяющие получить результат с заданной точностью.

II этап. Разработка модели

Информационная модель задачи позволяет принять решение о выборе программной среды и четко представить алгоритм построения компьютерной модели.

Информационная модель
Выбрать тип информационной модели;
Определить существенные свойства оригинала, которые нужно включить в модель, отбросить
несущественные (для данной задачи);
Построить формализованную модель – это модель, записанная на формальном языке (математика, логика и т.д.) и отражающая только существенные свойства оригинала;
Разработать алгоритм работы модели. Алгоритм – это четко определенный порядок действий, которые нужно выполнить для решения задачи.

Компьютерная модель

Компьютерная модель – это модель, реализованная средствами программной среды.
Следующий шаг – это преобразование информационной модели в компьютерную модель, т.е. выразить ее на понятном для компьютера языке. Существуют различные пути построения компьютерных моделей, в том числе:
– создание компьютерной модели в форме проекта на одном из языков программирования;
– построения компьютерной модели с использованием электронных таблиц, систем компьютерного черчения или других приложений. От выбора программной среды зависит алгоритм построения компьютерной модели, а также форма его представления.

III этап. Компьютерный эксперимент

Эксперимент – это исследование модели в интересующих нас условиях.
Первым пунктом компьютерного эксперимента является тестирование компьютерной модели.
Тестирование – это проверка модели на простых исходных данных с известным результатом.
Для проверки правильности алгоритма построения модели используется тестовый набор исходных данных, для которых конечный результат заранее известен.
Например, если вы используете при моделировании расчетные формулы, то надо подобрать несколько вариантов исходных данных и просчитать их «вручную». Когда модель построена, вы проводите тестирование с теми же исходными данными и сравниваете результаты моделирования с расчетными данными. Если результаты совпадают, то алгоритм верный, если нет – надо устранять ошибки.
Если алгоритм построенной модели верный, то можно перейти ко второму пункту компьютерного эксперимента – проведение исследования компьютерной модели.
При проведении исследования, если компьютерная модель существует в виде проекта на одном из языков программирования, ее нужно запустить на выполнение, ввести исходные данные и получить результаты.
Если компьютерная модель исследуется, например, в электронных таблицах, то можно построить диаграмму или график.

IV этап. Анализ результатов моделирования

Конечная цель моделирования – это анализ полученных результатов. Этот этап решающий – либо продолжать исследование, либо заканчивать.
Основой выработки решения служат результаты тестирования и экспериментов. Если результаты не соответствуют целям поставленной задачи, значит, на предыдущих этапах были допущены ошибки или неточности. Это может быть либо неправильная постановка задачи, либо допущены ошибки в формулах, либо неудачный выбор среды моделирова­ния и т.д. Если ошибки выявлены, то требуется корректировка модели, то есть возврат к одному из предыдущих этапов. Процесс повторяется до тех пор, пока результаты эксперимента не будут отвечать целям моделирования.

Рефлексивно – оценочный этап.
3.1. Закрепление:
– Назовите два основных типа постановки задач моделирования.
– Перечислите наиболее известные цели моделирования.
– Какие характеристики подростка существенны для рекомендации по выбору профессии?
– По каким причинам компьютер широко используется в моделировании?
– Назовите известные вам инструменты компьютерного моделирования.
– Что такое компьютерный эксперимент? Приведите пример.
– Что такое тестирование модели?
– Какие ошибки встречаются в процессе моделирования? Что надо делать, когда ошибка обнаружена?
– В чем заключается анализ результатов моделирования? Какие выводы обычно делаются?


3.2. Домашнее задание: Учебник Н.В. Макаровой, Информатика и ИКТ, учебник 8-9 класс. 2009г. – с. 129 – 155.







Приложение 1

Тест по теме «Моделирование и формализация».
Вариант-1
Выберите правильный вариант ответа

Какие из приведённых ниже определений понятия «модель» верные? а) модель – это некоторое вспомогательное средство, объект, который в определённой ситуации заменяет другой объект. б) Модель – это новый объект, который отражает некоторые стороны изучаемого объекта или явления, существенные с точки зрения цели моделирования. в) Модель – это физический или информационный аналог объекта, функционирование которого – по определённым параметрам – подобно функционированию реального объекта.
Верно ли, что моделирование - всегда целенаправленная деятельность? а) Нет б) Да

Вставьте пропущенные слова, выбрав их из предложенного ниже списка. Компьютерная модель – это (1) модель, выполненная с помощью компьютерных (2). а) информационная б) схематичная в) электронная г) устройств д) технологий е) сетей

Может ли передаваться информация от человека к человеку и от поколения к поколению без использования моделей? а) Нет, без моделей никогда не обойтись. б) Да, иногда, например, генетическая информация. в) Да, чаще всего знания передаются без использования каких – либо моделей.

Определите, какие из перечисленных моделей материальные (физические, натурные), а какие информационные. Укажите номера материальных моделей. а) Макет декарационного оформления театральной постановки. б) Эскизы костюмов к театральному спектаклю. в) Географический атлас. г) Объёмная модель молекулы воды. д) Уравнение химической реакции, например CO2 + 2 NaOH = Na2CO3 +H2O

Какие программные средства помогают создавать табличные модели? а) MS Word б) Paint в) MS Excel г) MS Access
Какой вид модели представлен на рисунке? а) Графическая модель. б) Описательная.
в) Вербальная. г) Алгоритмическая модель.








Тест по теме «Моделирование и формализация».
Вариант 2
Выберите правильный вариант ответа

Какие из приведённых ниже определений понятия «модель» верные? а) Модель – это новый объект, который отражает некоторые стороны изучаемого объекта или явления, существенные с точки зрения цели моделирования. б) Модель – это физический или информационный аналог объекта, функционирование которого – по определённым параметрам – подобно функционированию реального объекта. в) Модель некоторого объекта – это другой объект (реальный, знаковый или воображаемый), отличный от исходного, который обладает существенными для целей моделирования свойствами и в рамках этих целей полностью заменяет исходный объект.

Вставьте в предложение наиболее точный термин из предложенного ниже списка. Если материальная модель объекта – это его физическое подобие, то информационная модель объекта – это его а) описание б) точное воспроизведение в) схематическое представление г) преобразование

Какое из утверждений верно? а) Информационные модели одного и того же объекта, предназначенные для разных целей, могут быть совершенно разными. б) Информационные модели одного и того же объекта, пусть даже предназначенные для разных целей, должны быть во многом сходны.

Может ли передаваться информация от человека к человеку и от поколения к поколению без использования моделей? а) Нет, без моделей никогда не обойтись. б) Да, иногда, например, генетическая информация. в) Да, чаще всего знания передаются без использования каких – либо моделей.

Определите, какие из перечисленных моделей материальные (физические, натурные), а какие информационные. Укажите номера материальных моделей. а) Макет скелета человека. б) Формула определения площади квадрата со стороной h: S = h2 з) Расписание движения поездов.в г) Игрушечный паровоз. д) Схема метрополитена е) Оглавление книги.

Информационной моделью какого типа является файловая система компьютера? а) Иерархического б) Сетевого в) Табличного г) Логического

Какой вид модели представлен на рисунке? а) Вербальная. б) Алгоритмическая модель. в) Графическая модель. г) Описательная.

да

да

нет

нет

усл 1

усл 2

серия 1

серия 2

серия 3

да

да

нет

нет

усл 1

усл 2

серия 1

серия 2

серия 3



15

Приложенные файлы

  • doc 27159-9-2
    Размер файла: 82 kB Загрузок: 4

Добавить комментарий