Технологическая карта урока Информатики и ИКТ по теме Модели и моделирование
Технологическая карта урока Информатики и ИКТ
Разваляева Татьяна Алексеевна,
учитель информатики и ИКТ, МОУ СШ №89
Учебный предмет Класс Автор УМК Тема урока Тип урока Оборудование урока
Информатика
и ИКТ 9 Информатика и ИКТ
9 класс;
Автор: Семакин И. Г. и др.
Модели и моделирование
Открытия нового знания (ОНЗ) Рабочая тетрадь, учебник, презентация по теме, КИМ, Интернет-ресурсы, ПК, интерактивная доска, наглядные пособия.Цель урока Задачи урока
Образовательная ДеятельностнаяОбучающая Развивающая Воспитывающая
сформировать понятие моделирования как метода познания; рассмотреть различные классификации моделей; сформировать понятие «информационная модель», научиться описывать информационные модели. способствовать формированию умений находить соответствие модели и ее типа, способствовать формированию умения соотнести цель моделирования с выбором типа модели.
способствовать формированию базовых знаний об объектах, моделях, процессе моделирования, о значении моделирования процесса познания окружающего мира (природы, общества и человека), применение моделей в повседневной жизни. стимулировать познавательный интерес учащихся к данной теме и предмету информатики;
создать условия для пополнения словарного и научного запаса слов учащихся.
способствовать развитию культуры речи, логического мышления путем совместной и самостоятельной работы на уроке. активизировать взаимодействие между учащимися, развивать навыки групповой работы;
учить аргументировано отстаивать свое мнение, грамотно его преподносить, знать и стремиться выполнять правила работы в группе, умение выслушать одноклассника и сделать логически правильные выводы, следующие из полученной информации.
СТРУКТУРА И ХОД УРОКА
Этапы урока Деятельность Планируемые результаты
учителя обучающихся 1. Организационный
Цель: включение учащихся в работу
1 мин Здравствуйте, ребята! Проверьте, все ли готово у вас к уроку. Садитесь.
Подготовка класса к работе.
Приветствуют.
– Планирование учебного сотрудничества с учителем и сверстниками.
2.Актуализация знаний
Цель: пробуждение интереса к предмету
5 мин Сегодняшний урок мне хочется начать с небольшого исторического вступления:
В 1870г. английское Адмиралтейство спустило на воду новый броненосец “Кэптен”. Корабль вышел в море и перевернулся. Погиб корабль и все находящиеся на нем люди. Это было совершенно неожиданно для всех, кроме английского ученого-кораблестроителя В.Рида, который предварительно провел исследования, создав модель броненосца, и установил, что корабль опрокинется даже при небольшом волнении. Но ученому, проделывающему, как казалось тогда, несерьезные опыты с “игрушкой”, не поверили лорды из Адмиралтейства. И случилось непоправимое…(СЛАЙД 1)
Подведение учащихся к теме урока с помощью наводящих вопросов:
1. Как вы думаете, почему начало урока сопровождается этой историей?
2. Что является главным моментом в этой истории, на что следует обратить особое внимание?
3. Почему возникла необходимость английскому ученому создать эту игрушку?
4. Как вы думаете, о чем пойдет речь на уроке, какова тема нашего урока? Слушают учителя.
Отвечают на вопросы учителя.
Предлагают варианты, формулируют тему урока. – общекультурная компетенция: умение слушать и слышать;
самоопределение;
– смыслообразование;
– целеполагание;
– поиск и выделение информации;
– планирование; прогнозирование;
– осознанное и произвольное построение речевого высказывания.
3. Сообщение темы и задач урока
Цель: постановка целей учебной деятельности и на этой основе – выбор способа и средств их реализации.
4 мин
Тема сегодняшнего урока «Модели и моделирование». (СЛАЙД 2)
Человечество в своей деятельности (научной, образовательной, технологической, художественной) постоянно создаёт и использует модели окружающего мира. Модели позволяют представить в наглядной форме объекты и процессы, недоступные для непосредственного восприятия (СЛАЙД 3,4,5) (очень большие или очень маленькие объекты, очень быстрые или очень медленные и др.)
Исходя из темы урока, сформулируйте задачи нашего урока.
Итак, задачи урока: (СЛАЙД 6)
Изучить понятие “модель”.
Рассмотреть классификацию моделей.
Познакомиться с ролью моделирования в научных и практических исследованиях.
Записывают тему урока
Предлагают задачи урока: рассмотреть понятие модели, узнать разновидности моделей, их значение и роль в жизни человека.
– самоопределение, смыслообразование;
– анализ, синтез, обобщение;
– самостоятельное формулирование задач урока;
– структурирование знаний;
– волевая саморегуляция в ситуации затруднения;
– выражение своих мыслей с достаточной полнотой и точностью;
– аргументация своего мнения и позиции в коммуникации;
– учет разных мнений;
– планирование учебного сотрудничества
4. Формирование новых понятий
Цель: построение учащимися нового способа действий и формирование умений его применять как при решении задачи, вызвавшей затруднение, так и при решении задач такого класса или типа вообще.
18 мин Объяснение: С понятием « модель» мы сталкиваемся с детства: игрушечный автомобиль, самолет, кораблик, плюшевый медвежонок, кукла были для многих любимыми игрушками. Сами того не понимая, дети часто моделируют: играют в кубики, строят «штабы» из подручных материалов, а обыкновенная палка во время игр может быть как конем, так и саблей, а обыкновенные куски ткани превращаются в платья для принцесс. (СЛАЙД 7)
смыслообразование;
– нравственно-этическое оценивание усваиваемого содержания ;– анализ, синтез, сравнение, обобщение;
– выдвижение гипотез и их обоснование;
– поиск необходимой информации;
– использование знаково-символических средств;
– моделирование и преобразование моделей разных типов ;– установление причинно-следственных связей;
– осознанное и произвольное построение речевого высказывания;
– построение рассуждений;
– адекватное использование речевых средств для решения коммуникационных задач и др.
Объяснение понятия «модель»
Для того чтобы объяснить, как функционирует система кровообращения, лектор демонстрирует плакат, на котором стрелочками изображены направления движения крови. Это модель.
Архитектор готовится построить здание невиданного доселе типа. Но прежде, чем воздвигнуть его, он сооружает это здание из кубиков на столе, чтобы посмотреть, как оно будет выглядеть. Это модель.
Приведите примеры моделей, которые вы использовали в своей жизни?
Теперь вы можете попробовать дать определение понятия «модель».
Модель – упрощенное представление о реальном объекте, процессе или явлении. (СЛАЙД 8)
Как используются модели в процессе обучения?
Глобус – модель земного шара. Манекен в магазине – модель человека и т.д.
Называют варианты.
Определение записывают в тетрадь.
В курсе географии – глобус, в курсе физики – двигатель внутреннего сгорания, в курсе химии – модели молекул и кристаллических решёток
в курсе биологии – ДНК. Беседа о роли моделирования в научных и практических исследованиях (СЛАЙД 9)Попытаемся понять, зачем нужны модели, какова их роль. Приведу вам еще один пример использования моделей.
Перед тем, как запустить самолёт в производство, его помещают в аэродинамическую трубу и с помощью соответствующих датчиков определяют величины напряжений, возникающих в различных местах конструкции.
Попробуем понять, какова роль модели в приведенном примере.
Конечно, можно было бы запустить самолет, в производство не зная, например, какие напряжения возникают в крыльях, а потом долго будем искать «черные ящики», чтобы выяснить причину катастрофы, как и в истории, которую я вам рассказала в начале нашего урока.
Ребята, согласитесь, что осуществлять эксперименты с моделями намного проще, удобнее, чем с реальными объектами. А иногда некоторые эксперименты просто невозможны в реальной жизни.
А как вы думаете, как называется процесс создания модели? Давайте сформулируем определение.
Моделирование – это процесс построения моделей для исследования и изучения объектов, процессов, явлений. (СЛАЙД 10)
Один и тот же объект в разных ситуациях, в разных науках может описываться различными моделями. Например, рассмотрим объект «человек» с точки зрения различных наук: В механике – это материальная точка, в химии – объект, состоящий из различных химических веществ, в биологии – система, стремящаяся к самосохранению. Предлагают варианты.
Формулируют определение.
Определение записывают в тетрадь
Физминутка: упражнения для глаз
Цель: использование здоровьесберегающих элементов для снятия напряжения с учащихся и более продуктивной работы на следующем этапе урока.
2 мин
1 – упражнение. Закрыть ладонями глаза, не нажимая на них, полностью, исключая доступ света. (1 -2 минуты). Открыть глаза.2 – упражнение. Закрыть глаза. Массировать надбровные дуги лёгкими круговыми движениями указательных пальцев от носа к виску. (2 – 3 раза).3 – упражнение. Закрыть глаза. Медленно переводить глазные яблоки в крайнее левое, затем в крайнее правое положение. (5 – 6 раз). Выполняют упражнения Классификация моделей (СЛАЙД 11)
(На столах у учащихся лежат памятки [1], для наглядности и прочного усвоения представленного материала)
Мы убедились, что моделей может быть огромное количество. И для того, чтобы ориентироваться в их многообразии, необходимо всё это классифицировать, т.е. каким-либо образом упорядочить, систематизировать. Давайте рассмотрим классификацию моделей.
С учетом фактора времени
(отражают динамику происходящих процессов)
(СЛАЙД 12)
Модели Определение
Статические Одномоментный (на данный момент времени) срез информации по объекту.
Динамические Позволяют увидеть изменения состояния объекта во времени.
Приведите примеры данных моделей. Работа с памятками
Обследование учащихся в поликлинике дает картину физического состояния детей на данный момент времени.
Карточка школьника, отражающая состояния здоровья ребенка в течение многих лет. По способу представления
(из чего сделаны) (СЛАЙД 13, 14)
Модели Определение
Материальные Воспроизводят геометрические и физические свойства объекта и всегда имеют реальное воплощение.
Информационные Нельзя потрогать или увидеть воочию так как они не имеют материальной основы, а строятся только на информации.
Знаковые Информационная модель, выраженная средствами формального языка.
Вербальные Информационная модель в мысленной и разговорной форме.
Детские игрушки, глобус, схемы, макеты.
Любое описание объекта на одном из разговорных или формальных языков.
Рисунки, тексты, графики, схемы и т.д.
Мысленный образ объект.
Приведите примеры данных моделей.
По способу реализации (с помощью чего создаются) (СЛАЙД 15)
Модель Определение
Компьютерные Модель реального процесса или явления, реализованная компьютерными средствами.
Некомпьютерная Модель, созданная с помощью традиционных инструментов художника, инженера, писателя
Приведите примеры данных моделей.
По области использования
(используются для чего и с какой целью)
(СЛАЙД 16, 17)
Модель Определение
Учебные Используются в процессе обучения чего-либо.
Опытные Уменьшенные или увеличенные копии объекта, используются для проведения физических или химических опытов
Научно-технические Для проведения исследований процессов и явлений.
Игровые Модели, которые используются во время игр, репетируют поведение объекта в различных ситуациях.
Имитационные Модели, в которых имитируется какая-либо деятельность или процесс. Проведение различных экспериментов для выявления проб и ошибок.
Приведите примеры данных моделей.
Электронные варианты рисунков, чертежей, текстов, формул, звуков и их редактирование с помощью ПО.
Рисунки, чертежи, графики, тексты, созданные вручную.
Наглядные пособия, обучающие программы, тренажеры.
Модель корабля, исследуемая в бассейне, модель сооружения.
Прибор для получения грозового электрического разряда.
Детские игрушки, экономические игры.
Использование лекарств на животных, тренажер для подготовки космонавтов к полету в космос, пробное ЕГЭ
5. Закрепление изученного материала
(СЛАЙД 18-28)
Цель: закрепление изученных понятий, контроль усвоения
5 мин На интерактивной доске представлен тест, состоящий из 10 вопросов с 4 вариантами ответов. По очереди каждый из вас подходит к доске и выбирает ответ, если ответ верный - он загорается зеленым цветом, в противном случае – красным.
1. Модель есть замещение изучаемого объекта другим объектом, который отражает:
А.) все стороны данного объекта
Б.) некоторые стороны данного объекты
В.) существенные стороны данного объекты
Г.) несущественные стороны данного объекта
2. Информационной моделью организации занятий в школе является:
А.) свод правил поведения учащихся
Б.) список класса
В.) расписание уроков
Г.) перечень учебников
3. Материальной моделью является:
А.) макет самолета
Б.) карта
В.) чертеж
Г.) диаграмма
4. Знаковой моделью является:
А.) анатомический муляж
Б.) макет здания
В.) модель корабля
Г.) диаграмма
5. Устное представление информационной модели называется:
А.) графической моделью
Б.) словесной моделью
В.) табличной моделью
Г.) логической моделью
6. Процесс построения моделей называется:
А.) моделирование
Б.) конструирование
В.) экспериментирование
Г.) проектирование
7. Информационная модель, состоящая из строк и столбцов, называется:
А.) таблица
Б.) график
В.) схема
Г.) чертеж
8. Каково общее название моделей, которые представляют собой совокупность полезной и нужной информации об объекте:
А.) материальные
Б.) информационные
В.) предметные
Г.) словесные
9. Процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков называется:
А.) экспериментирование
Б.) проектирование
В.) формализация
Г.) моделирование
10. Инструмент для компьютерного моделирования является:
А.) сканер
Б.) компьютер
В.) принтер
Г.) монитор По очереди отвечают на вопросы теста. В случае ошибки, одноклассники исправляют. Обобщение и систематизация знаний о моделях.
6. Итоги урока
Цель: концентрация внимания учащихся на изученном материале, постановка задач для продолжения работы дома.
4 мин Обобщение. В настоящее время компьютерное моделирование в научных и практических исследованиях является одним из основных элементов познания. Навыки моделирования так же очень важны для человека в его повседневной деятельности. Они помогают разумно планировать распорядок дня, учебу, труд, выбирать оптимальные варианты при наличии выбора, удачно разрешать различные жизненные проблемы.
Задание на дом. (СЛАЙД 29)
Выучить конспект-схему. Изучить параграф 6-7.
Используя ЭОР (http://school-collection.edu.ru/), подробнее рассмотрите классификацию моделей и приведите к каждой группе свои примеры моделей.
Выставление оценок.
Записывают домашнее задание. – построение рассуждений;
– контроль, коррекция, оценка
нравственно-этическое оценивание усваиваемого содержания;
– анализ, синтез, сравнение, обобщение.
7. Рефлексия
Цель: осознание учащимися своей учебной деятельности, самооценка результатов деятельности своей и всего класса.
1 мин Каждому я раздала листок[2], это – облако слов. Выберите и обведите слова (выражения), которые можно отнести к этому уроку!
Спасибо за урок. До свидания.
Выбирают нужные слова. – умение выражать свои мысли;
– рефлексия, контроль и оценка процесса и результатов деятельности
– самооценка на основе успешности, адекватное понимание причин успеха/ неуспеха в учебной деятельности
РАЗДАТОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ
[1] моделирование
Модель
материальный или мысленно представляемый объект, который в процессе изучения замещает объект-оригинал, сохраняя некоторые важные для данного исследования типичные его черты (упрощенное представление о реальном объекте, процессе или явлении).
Модель сохраняет существенные свойства объекта оригинала, необходимые для изучения объекта или явления
Моделирование построение моделей для дальнейшего изучения или исследования объектов, явлений или процессов.
Этапы моделирования Объект ® Модель ® Изучение модели ® Знания об объекте
Этапы компьютерного моделирования Объект ® Модель ® Компьютер ® Анализ ® Информационная модель
Задача процесса моделирования выбор наиболее адекватной к оригиналу модели и перенос результатов исследования на оригинал
Классификация моделей систематизация, разделение объектов на родственные группы, имеющие один или несколько общих признаков
Математическая модель система математических соотношений – формул, уравнений, неравенств и т. д., отражающих существенные свойства объекта или процесса
Формализация процесс выделения и перевода внутренней структуры предмета, явления или процесса в определенную информационную структуру – форму.
Этапы решения задач на компьютере
1. Постановка задачи – точная формулировка условий и целей решения, описания наиболее существенных свойств объекта.
2. Построение математической модели – описания наиболее существенных свойств объекта с помощью математических формул.
3. Разработка алгоритма.
4. Запись алгоритма на языке программирования.
5. Отладка и тестирование программы на компьютере.
6. Анализ полученных результатов
Системный подход в моделировании Является основным принципом информационного моделирования. Система является совокупностью взаимосвязанных объектов, которые называются элементами системы
Состояние системы характеризуется ее структурой, т.е. составом и свойствами элементов, их отношениями и связями между собой. Система сохраняет свою целостность до тех пор, пока она сохраняет неизменной свою структуру (определенный порядок объединения элементов, составляющих систему). Если структура системы меняется, то система может перестать функционировать как целое
Разновидность систем
Материальные
Нематериальные
Смешанные
Способ представления структуры систем В виде графов. Элементы системы называются вершинами графа, связи между элементами изображаются на графе линиями.
Графы по структуре делятся на сети и деревья
по типу связи на ориентированные (связи имеют направление) и неориентированные
КЛАССИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ (термины, понятия, примеры)
С учетом фактора времени (отражают динамику происходящих процессов)
Модели Определение Пример
Статические Одномоментный (на данный момент времени) срез информации по объекту. Обследование учащихся в поликлинике дает картину физического состояния детей на данный момент времени.
Динамические Позволяют увидеть изменения состояния объекта во времени. Карточка школьника, отражающая состояния здоровья ребенка в течение многих лет.
По способу представления (из чего сделаны)
Модели Определение Примеры
Материальные Воспроизводят геометрические и физические свойства объекта и всегда имеют реальное воплощение. Детские игрушки, глобус, схемы, макеты.
Информационные Нельзя потрогать или увидеть воочию так как они не имеют материальной основы, а строятся только на информации. Любое описание объекта на одном из разговорных или формальных языков.
Знаковые Информационная модель, выраженная средствами формального языка. Рисунки, тексты, графики, схемы и т.д.
Вербальные Информационная модель в мысленной и разговорной форме. Мысленный образ объект.
По способу реализации (с помощью чего создаются)
Модель Определение Примеры
Компьютерные Модель реального процесса или явления, реализованная компьютерными средствами. Электронные варианты рисунков, чертежей, текстов, формул, звуков и их редактирование с помощью ПО.
Некомпьютерная Модель, созданная с помощью традиционных инструментов художника, инженера, писателя Рисунки, чертежи, графики, тексты, созданные вручную.
По области использования (используются для чего и с какой целью)
Модель Определение Примеры
Учебные Используются в процессе обучения чего-либо. Наглядные пособия, обучающие программы, тренажеры.
Опытные Уменьшенные или увеличенные копии объекта, используются для проведения физических или химических опытов Модель корабля, исследуемая в бассейне, модель сооружения.
Научно-технические Для проведения исследований процессов и явлений. Прибор для получения грозового электрического разряда. Стенд для проверки телевизора.
Игровые Модели, которые используются во время игр, репетируют поведение объекта в различных ситуациях. Детские игрушки, экономические игры.
Имитационные Модели, в которых имитируется какая-либо деятельность или процесс. Проведение различных экспериментов для выявления проб и ошибок. Использование лекарств на животных, тренажер для подготовки космонавтов к полету в космос, пробное ЕГЭ
По области знания (к какой области знания относится)
Модель Определение Примеры
Биологическая Область знания – биология. Скелет человека, макет сердца.
Математическая Область знания – математика. Теорема Пифагора, линейка.
Географическая Область знания – география Глобус, атлас, компас
Химическая Область знания – химия Колбы, микроскоп, химические кислоты, атомные решетки.
Астрономические Область знания – астрономия Телескоп, схема звездного неба.
Социологическая Область знания – социология Естественный прирост населения, демографический отчет.
Изобразительное искусство Область знания – ИЗОРисунки, картины, шаржи.
[2]
Это – облако слов. Выбери и обведи слова (выражения), которые можно отнести к этому уроку! Спасибо!