Методическая разработка урока по информатике на тему: Компьютерное информационное моделирование

УРОК на тему: Компьютерное информационное моделирование

Цель: сформировать понятия «модель», «информационная модель», «моделирование»; рассмотреть этапы моделирования.

Задачи:
1. Обучающая: формирование понятий: модель, моделирование, информационная модель.
формирование умений:
оценивать необходимость моделирования в науке, образовании и других сферах.
отличать этапы моделирования и методы построения различных моделей.
выбирать: сведения о новейших технологиях в различных сферах деятельности современного общества, развитие моделирования и его роли.

2. Развивающая: формирование навыки деятельности, составляющей информационно-коммуникативную компетентность;
- управление – выделение среди всего объема информации основных моментов темы.
- оценить – сравнение этапов построения информационной модели.
- создание – отработка: навыка анализа информации с использованием сравнительно-иллюстрационного метода.

3. Воспитательная: формирование познавательного интереса путем привлечения внимания значимости моделирования в развитие экономики, промышленности и других сфер деятельности человека.
выработка у студентов способностей использовать таблицы для структурированного представления информации при анализе схем построения моделей.

Тип урока: лекция
Форма урока: лекция
Методы: объяснительно-иллюстративный, частично-поисковый, практический.
Оборудование: И.Г.Семакин, Е.К.Хеннер Информатика и ИКТ, БИНОМ, 2011; Н. Угринович Информатика и информационные технологии, БИНОМ, 2003, ru.wikipedia.org.
№
Этапы урока
Время

1
Организационный момент; сообщение темы, цели урока
5 мин.

2
Актуализация занятия. Проверочная работа с анализом результатов
5 мин.

3
Объяснение нового материала
25 мин.

4
Первичное закрепление и систематизация знаний
5 мин.

5
Подведение итогов. Домашнее задание
5 мин.

1. Организационный момент; сообщение темы, цели урока.
Тема: Компьютерное информационное моделирование.
Цель: сформировать понятия «модель», «информационная модель», «моделирование»; рассмотреть этапы моделирования.

2. Актуализация занятия. Проверочная работа с анализом результатов.
Моделирование плотно вошло в образовательный и научный процессы и другую деятельность людей. Уроки географии не могут проходить без глобуса, торговля использует манекены, в конструкторских бюро – модели самолетов, машин и пр.

3. Объяснение нового материала.
Человечество в своей деятельности постоянно создает и использует модели окружающего мира, которые позволяют представить в наглядной форме объекты и процессы, недоступные для непосредственного восприятия.
Модель – это некоторое упрощенное подобие реального объекта; это объект-заменитель, который в определенных условиях может заменять объект-оригинал; это некий новый объект, который отражает существенные особенности изучаемого объекта, явления или процесса.
Модель воспроизводит интересующие нас свойства и характеристики оригинала. Один и тот же объект может иметь множество моделей, а разные объекты могут описываться одной моделью.
Модели бывают:
- материальными (глобус – модель Земли, манекен – модель человеческого тела, макет застройки жилого района в городе, модели ракет, автомобилей и пр.);
- информационными (отдельные предметы – дерево, стол; физические, химические, биологические процессы – течение воды в трубе; метеорологические явления (смерч); экономические и социальные процессы (динамика цен, миграции населения и пр.).
В информационной модели отражаются знания человека об объекте моделирования. Информационная модель – это описание в той или иной форме объекта моделирования с помощью алгоритмов. Использование компьютера для исследования информационных моделей различных объектов и систем позволяет изучить их изменения в зависимости от значения тех или иных параметров.
Одним из самых распространенных видов этого моделирования является математическое моделирование. Суть его заключается в том, что некоторое явление, процесс или предмет описывается совокупность математических закономерностей в результате чего образуется математическая модель, которая исследуется по специальным алгоритмам.
Объектом информационного моделирования может быть все что угодно: отдельные предметы (дерево, стол, стул и пр.), физические, химические, биологические процессы (течение воды в трубе, получение серной кислоты, фотосинтез в листьях растений), метеорологические явления (ураган, смерч, цунами), экономические и социальные процессы (динамика цен акций на бирже, миграция населения, воспроизводство населения, уровень инфляции и пр.).
Компьютерное информационное моделирование представляет собой разновидность информационного моделирования, осуществляемое с применением компьютерной техники. Компьютерное информационное моделирование ускоряет процессы создания моделей и позволяет вносить необходимые изменения на любом этапе ее воспроизведения.
Компьютерное моделирование дает возможность:
расширить круг исследовательских объектов - становится возможным изучать не повторяющиеся явления, явления прошлого и будущего, объекты, которые не воспроизводятся в реальных условиях;
визуализировать объекты любой природы, в том числе и абстрактные;
исследовать явления и процессы в динамике их развертывания;
управлять временем (ускорять, замедлять и т.д.);
совершать многоразовые испытания модели, каждый раз возвращая её в первичное состояние;
получать разные характеристики объекта в числовом или графическом виде;
находить оптимальную конструкцию объекта, не изготовляя его пробных экземпляров;
проводить эксперименты без риска негативных последствий для здоровья человека или окружающей среды.
Компьютерное моделирование требует наличия специализированного программного обеспечения, с помощью которого и производится создание модели, отражающей определенные свойства и характеристики реального объекта для последующего их исследования. Программное обеспечение для осуществления компьютерного моделирования может быть как универсальным, подходящим для решения рядовых задач, связанных с созданием достаточно простых моделей, так и узкоспециализированным, служащим для получения моделей высокой точности, отражающих большое количество показателей, характеристик и свойств реального объекта.
Моделирование – это метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей.
Процесс разработки моделей и их исследования на компьютере можно разделить на несколько этапов:
строиться описательная информационная модель – она выделяет существенные с точки зрения целей проводимого исследования параметры объекта, а несущественными параметрами пренебрегает.
создается формализованная модель, т.е. описательная информационная модель записывается с помощью какого-либо формального языка. В такой модели с помощью формул, уравнений, неравенств и пр. фиксируют формальные соотношения между начальными и конечными значениями свойств объектов, а также накладываются ограничения на допустимые значения этих свойств.
формализованная информационная модель преобразуется в компьютерную модель, т.е. выражается на понятном для компьютера языке.
проведение компьютерного эксперимента. Если компьютерная модель существует в виде программы на одном их языков программирования, ее нужно запустить на выполнение и получить результаты.
анализ полученных результатов и корректировка 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.

4. Первичное закрепление и систематизация знаний.
- Что такое модель?
- Что такое информационная модель?
- Перечислите этапы построения информационной модели.
- Почему многие научные знания можно отнести к информационным моделям?

Подведение итогов. Домашнее задание.
- стр. 65-70 И.Г.Семакин, Е.К.Хеннер Информатика и ИКТ, БИНОМ, 2011;
- стр. 237-240 Н. Угринович Информатика и информационные технологии, БИНОМ, 2003.
15