Объект моделирования дом какие свойства этого объекта

(Слайд 28)

Задание1. Объект моделирования – дом. Какие свойства этого объекта будут существенными для:

а) архитектора, составляющего план дома;

б) строителя, определяющего перечень материалов, необходимых для строительства;

в) художника, рисующего пейзаж, частью которого является дом?

Задание 2. Изучив материал учебника, дополнительную литературу, используя ресурсы Интернета написать эссе “Зачем человеку множество моделей?”

Литература, использованная при подготовке к уроку:

1. Семакин И.Г. Информатика. Базовый курс. 7-9 классы/ И.Г. Семакин, Л.А. Залогова, С.В. Русаков, Л.В. Щестакова. – 2-е изд.– М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. – 390с.: ил.

2. Информатика. 7-9 класс. Базовый курс. Теория/ Под ред. Н.В. Макаровой.– СПб.: Питер, 2004.– 368 с.: ил.

3. Угринович Н.Д. Информатика и информационные технологии. Учебник для 10-11 классов/ Н.Д. Угринович.– 2-е изд. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. – 511с.: ил.

4. Хмелькова О.П. Урок в X классе на тему “Модели и процесс их создания”//Информатика и образование, 2006, -№6.– С.13-19.

5. Кузнецов А.А., Бешенков С.А., Ракитина Е.А. Информатика. Избранные главы учебника для VIII класса общеобразовательной школы.//Информатика и образование, 2006, – №12.– С.38-52; 2007, № 1,– С.31-47; 2007, №2, – С.52-58.

Моделирование как метод познания

Модель и моделирование – это универсальные понятия, атрибуты одного из наиболее мощных методов познания в любой профессиональной области, познания объекта, процесса, явления (через модели и моделирование).

Модели и моделирование объединяют специалистов различных областей, работающих над решением межпредметных проблем, независимо от того, где эта модель и результаты моделирования будут применены.

Модель – это некоторое представление или описание оригинала (объекта, процесса, явления), которое при определенных предложениях, гипотезах о поведении оригинала позволяет замещать оригинал для его лучшего изучения, исследования, описания его свойств.

Пример. Рассматривая физическое тело, брошенное с высоты h и падающее свободно в течение t времени, можно записать соотношение: h = gt2/2 . Это физико-математическая модель системы (математическая модель физической системы) пути при свободном падении тела. При построении этой модели приняты следующие гипотезы: 1) падение происходит в вакууме (то есть коэффициент сопротивления воздуха равен нулю); 2) ветра нет; 3) масса тела неизменна; 4) тело движется с одинаковым постоянным ускорением g в любой точке.

Слово “модель” (лат. modelium) означает “мера”, “способ”, “сходство с какой-то вещью”.

Проблема моделирования состоит из трех взаимосвязанных задач:

– построение новой (адаптация известной) модели;

– исследование модели (разработка метода исследования или адаптация, применение известного);

– использование (на практике или теоретически) модели.

Моделирование — метод познания, основанный на создании и исследовании моделей.

Модель — новый объект, который отражает существенные особенности изучаемого объекта, явления или процесса.

Модели часто позволяют представить в наглядной форме объекты и процессы, недоступные для непосредственного восприятия.

Человечество постоянно создает и использует модели окружающего мира:

в научной деятельности — теоретические модели (теории, законы, гипотезы и т. д.), отражающие строение, свойства и поведение реальных объектов.

Истинность теоретических моделей проверяется с помощью опытов и экспериментов; в образовательном процессе — наглядные модели (глобус — при изучении географии, анатомические муляжи — при изучении анатомии человека и т. д.); в технике – при проектировании и создании различных технологических устройств, машин и механизмов, зданий и сооружений; в художественном творчестве — практически любое литературное произведение можно рассматривать как модель реальной жизни.

Никакая модель не может заменить сам объект. Но при решении задачи нас интересуют определенные свойства объекта, и модель может быть единственным инструментом исследования. Поэтому при построении модели необходимо среди большого количества различных свойств, имеющихся у каждого объекта, выделить главные, наиболее существенные для проводимого исследования. Например, в процессе исследования аэродинамических качеств модели самолета в аэродинамической трубе важно геометрическое соответствие оригиналу.

Один и тот же объект может иметь много моделей, а одна модель может описывать много объектов.

Например, человек с точки зрения различных наук может рассматриваться как

– материальная точка (физика, математика);

– живое существо, которое дышит, растет, питается и размножается (биология);

– объект, состоящий из различных химических элементов (химия).

В свою очередь, небольшой мяч может служить моделью:

– материальной точки (физика, математика);

– Луны или Земли (астрономия);

– атома (химия).

Дата добавления: 2014-12-19; просмотров: 14 | Нарушение авторских прав

lektsii.net – Лекции.Нет – 2014-2021 год. (0.018 сек.)
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав

Источник

Цель урока:

– сформировать понятие “модель”, изучить
основные виды моделей и их назначение.

Задачи урока:

Образовательные:

– познакомить учащихся с основными понятиями
по данной теме;
– показать существование множества моделей
одного и того же объекта;
– определить роль моделей в деятельности
человека.

Развивающие:

– развивать у учащихся умения сопоставлять,
анализировать, выделять главное, существенное,
обобщать, формулировать выводы;
– развивать у учащихся познавательный интерес и
творческие способности.

Воспитательные:

– формировать коммуникативные компетенции
учащихся через работу в группах, воспитания
уважения друг к другу, умения слушать;
– воспитание информационной культуры.

Изучив тему урока, учащиеся должны:

– знать основные понятия: модель, объект
моделирования, субъект моделирования,
моделирование, основные виды моделей
(материальные и информационные);
– знать о существовании множества моделей для
одного и того же объекта;
– приводить примеры моделирования.

Возраст учащихся: IX класс.

Место урока в учебном плане: данный урок
является первым при изучении темы
“Моделирование и формализация”.

Форма проведения урока: беседа, работа в
группах.

Средства обучения:

технические:

– компьютер;
– мультимедийный проектор;
– экран;

программные:

– презентация, созданная средствами программы
Microsoft PowerPoint (Презентация);
– кроссворд, созданный средствами Microsoft Excel (Приложение 4);
– три варианта тестов, созданных средствами
Microsoft Excel (Приложение 5,
Приложение 6, Приложение
7)

наглядные:

– игрушечные модели (танк, самолет, солдатик,
кукла);

раздаточные материалы:

– комплект карточек (существенные свойства
объекта) (Приложение 1);
– карточки (Приложение
2);
– краткий конспект-кластер урока (Приложение 3).

План урока:

Организационный момент
Актуализация знаний
Изучение нового материала.

Организация учебной деятельности по
формированию усвоения понятия “модель”
Формирование у учащихся представления о видах
моделей

Закрепление полученных знаний.
Подведение итогов урока. Постановка домашнего
задания. – 2 мин.

Ход урока

I. Организационный момент.

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…

Тема урока, как вы уже догадались, –
“Модели. Виды моделей и их назначение”. (Слайд
1)

Исходя из темы урока, сформулируйте
задачи нашей деятельности.

(Ученики предлагают: 1) понять, что
такое модель; 2) узнать, какие они бывают; 3) узнать,
в чем заключается их значение, роль.)

Итак, задачи урока: (Слайд 2)

Изучить понятие “модель”.
Рассмотреть основные виды моделей.
Определить назначение и значение моделей в
деятельности человека.

Перед вами лежит конспект урока (Приложение 3),
который вы будете заполнять по ходу нашей
деятельности и, который поможет вам, в
дальнейшем, при выполнении задания в классе и
домашнего задания.

II. Актуализация знаний.

С понятием “модель” мы сталкиваемся с
детства. (Демонстрируются игрушечный танк,
самолет, солдатик, кукла). Играя с этими
предметами, вы представляли, что это настоящая
боевая техника, настоящие солдаты, настоящий
человечек. На самом деле это всего лишь модели
реально существующих объектов. Сейчас
прозвучали два новых слова: объект и модель.
(Слайд 3).Нам предстоит
выяснить смысл этих понятий в процессе
совместной работы.

III. Объяснение нового материала.

Сейчас я продемонстрирую вам разное
представление одного и того же объекта, а вы
должны догадаться, о чем идет речь. (Слайд 4-9)

Речь идет об объекте “вода”.

Какие еще можно придумать модели воды?

Какова же связь двух понятий объект и
модель? (Слайд 10) Вспомогательные
вопросы: Модель и объект одинаковы? Какой
математический знак можно между этими понятиями
поставить?). Модель может отображать внешний вид
объекта, структуру, поведение.

Итак, модель подобна объекту. Мы можем
сказать, что модель – это некоторое упрощенное
подобие реального объекта.

Укажите, в чем заключается подобие
следующих объектов и их моделей: (Слайд 11)

а) костюм, эскиз костюма, выкройка;
б) дом, план дома, макет дома;
в) человек, кукла, портрет человека;
г) текст сочинения, план сочинения?

Я думаю, что вы без труда приведете
примеры моделей, которые рассматривались вами на
других уроках.

(Географические: глобус – модель
Земного шара, карта – модель поверхности земной
коры, модель строения земной коры и т.д.; (Слайд 12)

Биологические: скелет человека –
модель человека, модель сердца и других органов,
модель цветка, модель ДНК и т.д.; (Слайд 13)

Химические: кристаллическая
решетка, модель строения молекулы, модель
строения атома, и даже химическая формула – это
тоже модель строения молекулы данного вещества,
и т.д.; (Слайд 14)

Физические: модель вращения
Земли вокруг Солнца, модель двигателя
внутреннего сгорания, схема электрической цепи и
т.д.; (Слайд 15)

Математические: модель
многоугольников, и даже график функции, чертеж,
математическая формула являются
моделями…(Например, для объекта “прямоугольный
треугольник” формула с2=а2+b2 –
математическая модель отношений между длинами
гипотенузы и катетов). (Слайд 16)

Как вы думаете, а можно ли создать
модель явления или процесса, поведения?

Человеческое общество также можно
представить моделями. Например, изучая на уроках
истории общинно-родовые отношения, вы
представляли их в виде схем. Одна из возможных
моделей отражает единоличное управление вождя
племенем (Слайд 17). Другая модель описывает
ситуацию, когда племенем управляет совет
старейшин, подчиняющийся вождю.

А кто может привести примеры моделей
явлений или процессов?

Примеры.

Уравнения химических реакций представляют
собой модели процессов взаимодействия веществ.
Физики-экспериментаторы в лабораторных
условиях моделируют процессы, происходящие в
океане, в недрах Земли, такие, как ядерный взрыв,
невесомость.
Чтобы измерить нагрузки на корпус самолета и
исследовать его прочность, конструкторы
авиационной техники воспроизводят условия
полета самолета с помощью аэродинамической
трубы.
Вспомним о вступлении сегодняшнего урока:
уменьшенная и упрощенная модель корабля,
помещенная в специальную среду, позволяет
изучить его поведение при качке.

Так что же может являться объектом для
создания модели? (Объект – это предмет, явление,
процесс, на что обращена познавательная
деятельность ). (Слайд 18)

Вернемся к объекту вода. (Слайд 19)

Какой вывод можно сделать, проанализировав
данный слайд?

Один объект может иметь несколько
моделей, которые представлены в разной форме: в
виде текста, схемы, рисунка, структуры, формулы и
т.д. Могут ли разные объекты описываться одной и
той же моделью? Приведите примеры.

Пример. В механике различные
материальные тела (от планеты до песчинки) могут
рассматриваться как материальные точки.

Итак, один и тот же объект может иметь
множество моделей, а разные объекты могут
описываться одной моделью. (Слайд
20)

Как вы думаете, от чего зависит форма
представления объекта? (От решаемой задачи,
цели создания модели (моделирования)). А кто же
будет эту задачу, цель ставить? Субъект
моделирования – человек, который создает модели
объектов. Рассуждая, мы получили схему
моделирования. На протяжении всего урока мы
применяли слово “моделирование”. Что же будем
понимать под словом моделирования? (Моделирование
– процесс создания моделей объекта с целью их
исследования). (Слайд 21)

Каждый объект имеет много различных
свойств.

Но ведь модель – это упрощенное
подобие объекта. Какие же свойства являются
существенными? (Это зависит от цели создания
модели, от человека, создающего модель –
субъекта).

Рассмотрим модели объекта “цветок”. (Слайд 22)
Если оценить цветок с точки зрения биолога, то
для него важны такие свойства объекта, как
строение корневой системы и стебля, форма и
расположение листьев, строение соцветия, способ
опыления, среда обитания. Изучив эти свойства,
биолог отнесет к определенному виду и представит
модель данного объекта в виде схемы, описания,
рисунка.

Для художника важны свойства, характеризующие
внешний вид растения, которое он собирается
нарисовать. Модель – картина.

Медика будет интересовать химический состав
растения, чтобы определить возможность его
использования в лечебных целях. Модель в данном
случае – набор химических формул.

Предположим, что перед нами поставлена задача
– создать модель самолета. (Слайд 23)

Работа в группах. Вы будете разными
субъектами. Задача групп – назвать существенные
свойства самолета для их субъекта.

(Раздаются 4 карточки [4] Приложение 1)

После обсуждения в группах выступает один
представитель. (Слайд 24)

Карточка №1. Мальчик, запускающий бумажный
самолетик.

Модель: бумажный самолетик.

Существенные свойства объекта: крылья, корпус,
их взаимное расположение, умение летать.

Карточка №2.Кассир по продаже авиабилетов.

Модель: план посадочных мест самолета.

Существенные свойства объекта: расположение
рядов кресел, количество кресел в ряду, стоимость
билета для каждого места, наличие свободных мест.

Карточка №3. Авиадиспетчер.

Модель: светящаяся точка на экране.

Существенные свойства объекта: скорость и
высота полета, направление и вид движения (взлет,
посадка, разворот), взаиморасположение с другими
самолетами, находящимися в контролируемом
районе.

Карточка №4Технолог цеха, где происходит
сборка самолета.

Модель: конструкторские чертежи,
технологическая карта сборки, перечень деталей.
Существенные свойства объекта: наименование и
количество деталей, порядок и способ их
соединения, требования к квалификации
специалистов, необходимое оборудование для
обеспечения заданной надежности соединения.

Каждая группа попыталась определить
существенные признаки и модель. А почему у каждой
группы получились различные?

Уточним определение модели с учетом
рассмотренных примеров и дополним его. Запишите
определение в конспект. Модель – это некоторое
упрощенное подобие реального объекта, которое
отражает существенные стороны объекта, в
зависимости от цели моделирования. (Слайд 25)

Все модели можно по форме их представления
разбить на 2 большие группы: материальные
(предметные) и информационные. (Слайд 26)

Материальные (или предметные) могут отражать:

– внешние свойства объектов;
– внутреннее устройство объектов;
– суть процессов и явлений.

Какие модели можно отнести к материальным?
(игрушки, модель двигателя внутреннего сгорания,
модель цветка и т.д.) т.е. те модели, которые
воспроизводят существенные особенности модели в
материальном виде.

Материальные модели – это уменьшенные или
увеличенные копии, в виде муляжей, макетов,
эталонов).

Информационные модели – это его описание.

С помощью чего можно описать?

Образные информационные модели (рисунки,
фотографии, чертежи, планы, карты, схемы, графики
и др.) представляют собой зрительные образы
объектов, зафиксированные на каком-либо носителе
информации (бумаге, фото– и кинопленке и др.)

Знаковые информационные модели строятся с
использованием различных языков (знаковых
систем):

– словесные описания;

– математические (представлены
математическими формулами и уравнениями);

– специальные (представлены на
специальных языках – ноты, химические формулы и
т.д.);

– алгоритмические (описывают
последовательность действий в виде пошагового
описания, блок-схемы, программы и т.д.)

Определите к какому виду относятся следующие
модели (материальному или информационному)? (Учащимся
раздаются карточки Приложение
2). (Слайд 27)

(Результат выполнения: материальные модели – №№
2, 5, 6,8. Информационные – №№ 1,3,4,7,9.10,11.

А как вы думаете: какой вид моделей –
материальный или информационный наиболее удобен
для хранения, анализа и обработки? (Информационный).
Более подробно об этих моделях мы поговорим на
следующих уроках.

IV. Закрепление.

Учащиеся выполняют на компьютерах кроссворд (Приложение 4)
и тест (Приложение 5,
Приложение 6, Приложение
7).

V. Подведение итогов урока. Постановка
домашнего задания.

(Слайд 28)

Задание1. Объект моделирования – дом. Какие
свойства этого объекта будут существенными для:

а) архитектора, составляющего план дома;

б) строителя, определяющего перечень
материалов, необходимых для строительства;

в) художника, рисующего пейзаж, частью которого
является дом?

Задание 2. Изучив материал учебника,
дополнительную литературу, используя ресурсы
Интернета написать эссе “Зачем человеку
множество моделей?”

Литература, использованная при подготовке к
уроку:

Семакин И.Г.

Информатика. Базовый курс. 7-9
классы/ И.Г. Семакин, Л.А. Залогова, С.В. Русаков,
Л.В. Щестакова. – 2-е изд.– М.: БИНОМ. Лаборатория
знаний, 2005. – 390с.: ил.

Информатика. 7-9 класс. Базовый курс. Теория/ Под
ред. Н.В. Макаровой.– СПб.: Питер, 2004.– 368 с.: ил.

Угринович Н.Д.

Информатика и информационные
технологии. Учебник для 10-11 классов/ Н.Д.
Угринович.– 2-е изд. – М.: БИНОМ. Лаборатория
знаний, 2005. – 511с.: ил.

Хмелькова О.П.

Урок в X классе на тему “Модели
и процесс их создания”//Информатика и
образование, 2006, -№6.– С.13-19.

Кузнецов А.

А., Бешенков С.А., Ракитина Е.А.
Информатика. Избранные главы учебника для VIII
класса общеобразовательной школы.//Информатика и
образование, 2006, – №12.– С.38-52; 2007, № 1,– С.31-47; 2007,
№2, – С.52-58.