План-конспект урока по информатике, 8 класс. Тема: «Объекты и модель окружающего мира».

Системно информационная картина мира.
План-конспект урока по информатике, 8 класс.
Учитель информатики: Е.Н.Фанина
МБОУ Уджейская ООШ
Тема: «Объекты и модель окружающего мира».
Цели: освоить содержание понятий «объект», «модель»; иметь представления о понятиях «система» и «системный анализ»; уметь выделять в окружающей действительности объекты, соответствующие поставленной задачи.
Задачи урока:
Образовательные: научиться описывать окружающую действительность с помощью различных информационных объектов.
Воспитательные: формировать эмоционально-ценностное отношение к результатам интеллектуального труда.
Развивающие: овладеть навыками представления объектов окружающей действительности в виде систем и (или) элементов систем.
Ход урока.
Организационный момент.
Приветствие учащихся.
Подготовка класса к уроку.
Сообщение темы и цели урока.
Теоретический материал урока.
Объект. Рассмотрим все возможные представления об объекте, как понятии. В философии объектом называют любую вещь, предмет и то есть материализованную часть мира. Он может быть представлен в виде данных, тогда его называют пространственным объектом. В этом случае описанию подлежит не только сам объект, но и его местоположения, совокупность характеристик и свойств. Различают четыре основных вида объектов: точечные, линейные, площадные (полигональные), контурные.
В информатике объектом является либо любой адресуемых элемент, который предоставляет определённый сервис (например, в информационных системах), либо предмет, система, процесс, явление, событие, факт, которым мы дали имя с целью их анализа. В информационных сетях объектами являются прикладные процессы, пользователи, клиенты, серверы, функциональные блоки, операционные системы, информационные системы. В объектно-орриетированном программировании – элемент системы или среды , который характеризуется свойствами (параметрами объекта) и методами (действиями, изменяющими свойства, поведения или состояние объекта).
В учебном процессе, когда внимание учеников должно быть направленно на изучение окружающей действительности, понятие «объект» выступает совершенно в ином ракурсе. В этом случае более подходящим будет использование определения, использующего в теории познания.
Объект – это предмет, явление, процесс, отношение – то, на что направлена наша познавательная деятельность. Характеризуется целостностью, состоянием (определяющим его статистические и динамические свойства), поведением (характеризуется изменением состояния в процессе взаимодействия с другими объектами посредством передачи сообщений), идентичностью (то есть отличиями от других объектов).
Ученик как субъект познавательной деятельности изучает объект, выделяя все существенные связи с другими объектами, то есть рассматривает всё внутри определённой системы. Необходимость рассмотрения внутренних свойств переводит объект в категорию системы. Целью познания может выступить и сам человек, тогда субъект становится объектом. Характеристики, описывающие измеримые параметры объекта, будем называть свойствами. А действия, которые могут быть выполнены самим объектом или над ним, будем называть методами.
Мы уже отмечали, что объектом называют предметы, явления или процессы, на которые обращено наше внимание с целью их изучения. Для чего нам нужно познавать окружающий мир? Для лучшего к нему приспособления, то есть мы не просто живём в этой окружающей действительности, но и познаём, лучшим образом организуем свою жизнь. При этом идёт речь о приспособлении не только к природе, но и к обществу, окружающим людям, техносфере. И каждый раз, прежде чем мы приступаем к решению какой-либо задачи, мы должны ответить на вопрос: с какой целью, для чего мы должны решить ту или иную задачу?
Рассмотрим на примере. Пусть объектом изучения будет урок информатики. Мы должны ответить на вопрос: для чего нужны уроки информатики? (Здесь учащиеся должны выказать своё мнение по данному поводу.) в современном мире владение компьютером, информационными технологиями – навык, необходимый каждому гражданину общества, какими путями или средствами мы можем достичь этой цели?
Освоив основные понятия, теории курса.
Научившись работать на компьютере, освоив информационные и коммуникационные технологии.
Научившись применять имеющиеся навыки в других сферах деятельности.
Фактически мы очертили круг необходимых вопросов, решения которых позволит нам освоить наш предмет – информатику. Другими словами, мы построили необходимую модель знаний урока информатики: теоретические знания, практические навыки, использование знаний в других областях. Успешное освоения какой-либо части данной модели не приведёт к положительному результату. Поэтому выделенные элементы достаточны и необходимы для нашего объекта изучения.
Появилось новое для нас понятие «модель». Но сначала мы должны освоить понятие система. В энциклопедическом словаре приведено следующее определение этого понятия: «Система (от греч. – целое, составленное из частей; соединение) – множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, образующих определённую целость, единство». Рассмотрим характерные для системы свойства для того, чтобы иметь возможность выявить обладает некоторый объект данной совокупностью свойств или нет. Подобный анализ позволит выделить из рассматриваемой совокупности объектов те, которые могут быть причислены к системам.
Существует пять свойств, которыми должен обладать объект, чтобы его можно было считать системой.
Целостность. Система есть целостная совокупность элементов, взаимодействующих с друг другом. Следует иметь в виду, что элементы существуют лишь в системе. Вне системы это лишь объекты, обладающие потенциальной способностью образования систем. Элементы системы могут быть разнокачественными, но одновременно совместными.
Связанность. Между элементами системы имеются существенные связи, которые с закономерностной необходимостью определяют интегративные качества этой системы. Связи могут быть вещественные, информационные, прямые, обратные и так далее. Связи между элементами внутри системы должны быть более мощными, чем связи отдельных элементов с внешней средой, в противном случае система не сможет существовать.
Структурность. Наличие системнообразующих факторов у элементов системы лишь предполагает возможность её создания. Для появления системы необходимо сформировать упорядоченные связи, то есть определённую структуру, организацию системы.
Интегративность. Наличие у системы интегративных качеств, то есть качеств, присущих системе в целом, но не свойственных ни одному из её элементов в отдельности.
Функциональность. Система имеет целевую, функциональную направленность, что предполагает существование определённой цели.
Рассмотрим это на примере компьютера. Компьютер состоит из различных функциональных частей, каждая из которых выполняет определённую роль, но отдельно друг от друга данные элементы функционировать не могут. Они связаны между собой и имеют жёсткую, хотя и открытую структуру. Каждому элементу присущи определённые свойства, но только в комплексе они становятся тем, что принято называть компьютером. Данная совокупность элементов в системе выполняет определённую функцию, то есть является устройством хранения и обработки информации. Отсюда вытекает, что рассматриваемый нами объект (компьютер) является системой.
На данном примере мы провели системный анализ, в основе которого лежит рассмотрение объектов как систем, что позволяет исследовать труднонаблюдаемые свойства и отношения в объектах. Системный анализ означает, что каждая система является интегрированным целым даже тогда, когда она состоит из отдельных, разобщённых подсистем. Системный подход позволяет увидеть изучаемый объект как комплекс взаимосвязанных подсистем, объединенных с целью, раскрыть его интегративные свойства, внутренние и внешние связи.
Системный анализ не существует в виде строгой методологической концепции. Это своего рода совокупность познавательных принципов, соблюдение которых позволяет определённым образом сориентировать конкретные исследования. Сущность системного подхода отчётливо проявляется при сравнении с классическим индуктивным подходом к формированию систем. Классический подход означает переход от частного к общему (индукция). Формирование системы (при классическом подходе к этому процессу) происходит путём слияния её компонентов, разрабатываемых отдельно.
На первом этапе определяются цели функционирования отдельных подсистем, затем на втором этапе анализируется информация, необходимая для формирования отдельных подсистем. И наконец, на третьем этапе формируются подсистемы, которые в совокупности образуют рабочую систему.
В отличии от классического системный подход предполагает последовательный переход от общего к частному, когда в основе рассмотрения лежит конечная цель, ради которой создаётся система. Последовательность формирования системы при системном подходе также включает в себя системное познание и преобразование мира, состоящие из нескольких этапов:
Рассмотрения объекта деятельности (теоретической и практической) как системы, то есть как ограниченного множества взаимодействующих элементов.
Определение состава, структуры и организации элементов из частей системы, обнаружение главных связей между ними.
Выяснение внешних связей системы, выделение из них главных.
Определение функции системы и её роли среди других систем.
Обнаружение на этой основе закономерностей тенденций развития системы.
Существует несколько разновидностей системного анализа:
Комплексный (изучается только состав системы, нет отношений между элементами, элементами и целого).
Структурный (состав, отношения между элементами, нет отношения элементов и целого).
Целостный (рассматриваются все отношения).
Конечным результатом проведённого системного анализа является модель рассматриваемого объекта. Модель – объект – заменитель, знак, символ, слово, реальный предмет, теоретическое (абстрактное) построение, состояние объекта, процесса, явления и так далее, представляющий собой какую-либо характеристику, свойства, признак или совокупность характеристик, признаков или свойств. Модель – это всегда упрощенное отражение объекта-оригинала. Для одного и того же объекта-оригинала можно построить множество моделей в зависимости от цели моделирования. Моделью может быть физический материальный объект, система математических зависимостей, программа, имитирующая структуру или функционирование имитируемого объекта. Основное требование к модели – её соответствие объекту-оригиналу по моделируемым характеристикам.
Закрепление изученного материала.
- Почему нам пришлось так много говорить об объекте? (Примерный ответ. При описании окружающей действительности нам приходится разные предметы, процессы и явления обозначать одним словом, так как нас интересует не сам предмет, а результат нашего на него воздействия. В этом случае удобно использовать понятие «объект», которой характеризует как предмет, так и действие, если на него направлено наше внимание. Раньше использовали слово «нечто».
- Другим очень важным понятием является «система». Попробуйте его охарактеризовать? (Примерный ответ. Системой называют взаимосвязанную совокупность элементов, обладающих целостностью и целевой установкой. Отдельный элемент системы не обладает теми свойствами, какими обладает сама система. В этой связи хорошим примером для понимания и является компьютер как система.)
- Опишите следующее важное понятие «модель». (Примерный ответ. Модель рассматривается как упрощённое подобия объекта-оригинала. В зависимости от поставленной задачи могут быть разнообразные различные модели одного и того же объекта-оригинала.)
- Почему необходимо уточнить содержание понятий? (Примерный ответ. Умение грамотно работать с понятиями является элементом информационной культуры человека. Когда мы начинаем говорить о каких-либо серьёзных вещах, в данном случае мы изучаем основы информатики, необходимо условиться о том, что мы будем понимать под часто используемыми понятиями. От уровня нашего соглашения, то есть от уровня восприятия каждого из нас, будет зависеть результат совместной коммуникации.)
Подведение итогов.
То, на что обращено внимание человека с целью изучения, называется объектом.
Для решения задачи необходимо построение модели заданного объекта.
Для создания модели нужно воспользоваться системным анализом.
В процессе выполнения системного анализа выделяются необходимые элементы системы и связи между ними, наиболее подходящие для решения поставленной задачи.
Домашнее задание.
Построить модель своего класса.