الدرس. النموذج والنمذجة.

هدف الدرس:النظر في مفاهيم "النموذج" و "النمذجة".

لحظة التنظيمية.

تعلم مواد جديدة.

الأسئلة التي تم تناولها في الدرس:

ما هو النموذج والنمذجة؟

لماذا إنشاء نماذج؟

مخطط أبحاث الكائنات.

النمذجة هي واحدة من الأنشطة البشرية الرئيسية. النمذجة دائما في شكل أو آخر تسبق أي عمل. حاول إعطاء أمثلة على النماذج. (الكرة الأرضية ، خريطة العالم ، صيغة الجاذبية ، نموذج الصواريخ ، الوسائل البصرية).

ما يوحدهم؟ أي كائن تم إنشاؤه بشكل مصطنع من قبل الإنسان من أجل دراسة كائن حقيقي (النموذج الأولي) يمكن أن يصبح نموذجا.

نموذج  - عرض مبسط لكائن أو عملية أو ظاهرة حقيقية. (ص 72 - التعريف)

تصميم- بناء نموذج لدراسة ودراسة الأشياء والعمليات والظواهر.

العمل مع المخطط في الكتاب المدرسي(ص 72). النمذجة أمر أساسي لبحث الكائن.

لماذا ، إذن ، الكائنات الحقيقية والظواهر والعمليات لا يتم التحقيق فيها ، ولكن يتم تنفيذ النماذج ، يتم إنشاء النماذج؟

(العمل مع الكتاب المدرسي ، وإيجاد إجابة على السؤال)

تتيح لك النمذجة اتخاذ قرار معقول: كيفية تحسين الكائنات المألوفة ، وما إذا كان من الضروري إنشاء كائنات جديدة ، وكيفية تغيير عمليات الإدارة ، وفي نهاية المطاف ، كيفية تغيير العالم من حولنا للأفضل.

قبل القيام بأي عمل ، يجب أن تتخيل بوضوح نقاط البداية والنهاية للنشاط ، وكذلك مراحله التقريبية. ويمكن قول الشيء نفسه عن النمذجة.

يتم تحديد جميع مراحل المحاكاة من خلال الهدف والأهداف. النمذجة هي عملية إبداعية ، والمراحل المحددة في كل حالة محددة قد تخضع للتغييرات.

العمل مع دائرة التين. 27 ص 74

في المرحلة الأولى ، من المهم تقديم وصف واضح للمشكلة (المشاكل) المعنية بلغة مشتركة. يمكن تقسيم جميع المهام إلى مجموعتين:

حدد كيف يتغير الكائن عندما يتعرض له ، أي أجب عن السؤال "ماذا سيحدث إذا ..."

المشكلة العكسية: ما الذي يجب أن يكون التأثير على الكائن بحيث تفي الشروط المحددة بخصائصه ، أي أننا نجيب على السؤال "كيفية القيام بذلك ..."

عمل عملي على الكمبيوتر. (ص 76 المستوى أ ، ب ، ج) - للاختيار من بينها.

تلخيص النتائج.

الواجبات المنزلية.

§ 13 ، أجب عن الأسئلة.

الدرس. أنواع النماذج.

هدف الدرس:النظر في مراحل النمذجة ، وأنواع النماذج.

لحظة التنظيمية.

تحديد أهداف وغايات الدرس.

فحص الواجبات المنزلية.

العداد. الأسئلة ص 76 (المسح الأمامي)

تعلم مواد جديدة.

يمكن إنشاء نماذج لا حصر لها لنفس الكائن (العملية ، الظاهرة). بادئ ذي بدء ، يتم تحديد نوع النموذج حسب الهدف من الدراسة. على سبيل المثال ، سيبدو نموذج المدينة مختلفًا تمامًا عن وجهة نظر السائح (الهدف هو التعرف على المعالم السياحية) ومهندس معماري (الهدف هو إعادة الإعمار).

تصنيف النموذج

هناك أكثر العلامات شيوعًا لتصنيف النماذج:

مجال الاستخدام (تعليمي ، ألعاب ، خبرة ، إلخ)

حساب عامل الوقت (ثابت أو ديناميكي)

طريقة العرض

نماذج التدريب تشمل برامج التدريب. ألعاب الأعمال أو الحرب التي تحاكي سلوك الأشياء ، مع مراعاة السلوك المحتمل للمعارضين والحلفاء في مواقف مختلفة ، هي أمثلة على نماذج الألعاب. يستخدم نموذج تجريبي لمفاعل نووي للتنبؤ بخصائصه في المستقبل وتجنب المشاكل البيئية.

يتيح لك النموذج الديناميكي رؤية التغييرات في الكائن المدروس بمرور الوقت. مثال على ذلك مجلة الفصل ، والتي يمكن استخدامها لتتبع أداء الطالب. نتيجة عمل اختبار الطالب نفسه هي نموذج ثابت ، يُظهر حالة المعرفة في الوقت الحالي.

يوجد تصنيف للنماذج وفقًا لطريقة التقديم: المعلومات والرموز ونماذج الكمبيوتر.

نموذج المعلومات  يحتوي على جميع المعلومات التي تميز كائنًا أو عملية أو ظاهرة - خصائصه ووصف للحالة تتغير بمرور الوقت والتفاعل مع العالم الخارجي.

نماذج التوقيع:الصيغة الرياضية ، وتسجيل لحن موسيقي مع الملاحظات ، الرسم ، الرسم البياني ، نماذج ثلاثية الأبعاد من الأشكال الهندسية. هناك العديد من الأدوات لإنشاء نماذج معلومات أيقونية. (PC)

نموذج الكمبيوتر -  نموذج تم إنشاؤه باستخدام الأجهزة والبرامج.

في نمذجة الكمبيوتر ، يجب أن تكون على دراية جيدة في مجموعة متنوعة من البرامج ، وتكنولوجيا الكمبيوتر.

إن إجراء تجربة حقيقية أمر مهم ، ولكنه مكلف ، ويستغرق بعض الوقت ، وبعض التجارب ببساطة مستحيلة. بعد كل شيء ، لن يصنعوا طائرة دون التحقق من جميع الحسابات ، دون استكشاف الخيارات المتاحة لسلوكها في الهواء. وهنا يأتي الكمبيوتر إلى الإنقاذ.

تتضمن مرحلة تجربة الكمبيوتر مرحلتين: وضع خطة وتطوير تقنية النمذجة.

يجب أن تحتوي خطة تجربة الكمبيوتر أولاً على اختبار. اختبار - مثل هذه البيانات الأولية ، والحلب الذي يعرف النتيجة. يسمح لك الاختبار بتحديد الأداء وصحة النموذج الذي تم إنشاؤه.

إذا كان اختبار النموذج ناجحًا ، فانتقل إلى تقنية النمذجة ، أي إجراء بعض الإجراءات والأهداف على النموذج.

بعد تجربة الكمبيوتر ، تبدأ مرحلة تحليل النتائج التي تم الحصول عليها. إذا كانت النتيجة مختلفة عن النتيجة المتوقعة ، فيجب عليك الرجوع إلى المراحل السابقة والبحث عن الأخطاء وإصلاحها.

بناءً على النتائج ، يتم اتخاذ القرار.

تأمين المواد المدروسة.

عمل عملي على الكمبيوتر. (ص 81-83 المستوى أ)

تلخيص النتائج.

الواجبات المنزلية.

§ 14 ، أجب عن الأسئلة.

ومن المعروف أن هذا النموذج هو بعض مظاهر مبسطة لكائن حقيقي. التعريف الأكثر اكتمالا هو:

نموذج  - هذا كائن بديل ، والذي يمكن أن يحل محل الكائن الأصلي في ظروف معينة. يستنسخ النموذج خصائص وخصائص الأصل التي تهمنا.

النماذج المادية والإعلامية. أمثلة على نماذج المواد هي الكرة الأرضية - نموذج الأرض ؛ عارضة أزياء - نموذج للجسم البشري ؛ نماذج الطائرات والسفن والصواريخ والسيارات. تخطيط لتطوير منطقة سكنية في المدينة وأكثر من ذلك بكثير.

موضوع علوم الكمبيوتر هي نماذج المعلومات.

ال نموذج المعلوماتتنعكس معرفة الشخص حول كائن النمذجة. نموذج المعلومات هو وصف لكائن النمذجة بشكل أو بآخر.

يمكن أن يكون كائن نمذجة المعلومات أي شيء: الكائنات الفردية (الخشب ، الجدول) ؛ العمليات الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية (تدفق المياه في الأنابيب ، إنتاج حمض الكبريتيك ، التمثيل الضوئي في أوراق النبات) ؛ الظواهر الجوية (عاصفة رعدية ، إعصار) ؛ العمليات الاقتصادية والاجتماعية (ديناميات أسعار الأسهم في البورصة وهجرة السكان).

يمكننا أن نقول أن أي علم يشارك في نمذجة المعلومات ، لأن مهمة العلم هي الحصول على المعرفة ، ومعرفتنا بالواقع تقريبية دائمًا ، أي شخصية نموذجية.مع تطور العلم ، يتم تنقيح هذه المعرفة وتعميقها ، لكنها تظل تقريبية. يتم استبدال النماذج القديمة بنماذج جديدة أكثر دقة ، وهذه العملية لا تنتهي.

تتعامل علوم الكمبيوتر مع الطرق والوسائل العامة لإنشاء واستخدام نماذج المعلومات.

نموذج معلومات الكمبيوتر.الأداة الرئيسية لعلوم الكمبيوتر الحديثة هي الكمبيوتر. لذلك ، فإن نمذجة المعلومات في علوم الكمبيوتر هي محاكاة كمبيوتر قابلة للتطبيق على كائنات من مختلف المجالات.

في معظم الأحيان ، يتم استخدام نمذجة المعلومات للتنبؤ بسلوك كائن النمذجة ، لاتخاذ قرارات الإدارة. الميزة المميزة لنماذج معلومات الكمبيوتر هي إمكانية استخدامها في الوقت الفعلي ، أي ، وتخضع لقيود زمنية للحصول على نتيجة.

مراحل النمذجة.يبدأ بناء نموذج المعلومات بتحليل نظام لكائن النمذجة. علاوة على ذلك ، يتم تحويل الوصف النظري الذي تم الحصول عليه للنظام المحاكاة إلى نموذج كمبيوتر. لهذا الغرض ، يتم استخدام البرامج الجاهزة أو يشارك المبرمجون في تطويرها. والنتيجة هي نموذج معلومات الكمبيوتر الذي سيتم استخدامه للغرض المقصود منه.

يعتمد نموذج المعلومات على البيانات ، أي معلومات حول كائن النمذجة. أي كائن حقيقي لديه عدد لا حصر له من الخصائص المختلفة. لإنشاء نموذج المعلومات الخاص به ، يجب تحديد الخصائص الضرورية فقط من وجهة نظر الغرض من النمذجة ؛ التعبير بوضوح عن هذا الهدف ضروري قبل بدء النمذجة.

نظام المفاهيم الأساسية

الموضوع: مفهوم النموذج. أنواع النماذج.

نوع الدرس : الدرس المشترك (تكوين معرفة جديدة).

الأهداف: لتشكيل مفهوم النمذجة بين الطلاب كوسيلة للإدراك ؛ النظر في تصنيفات مختلفة من النماذج ؛ لتشكيل مفهوم "نموذج المعلومات" بين الطلاب ؛ تعليم الطلاب وصف نماذج المعلومات ؛ تعريف الطلاب على عرض نماذج المعلومات ؛ لتشكيل مفهوم "إضفاء الطابع الرسمي" ؛ تعلم كيفية إنشاء نماذج لفظية ورياضية ؛ لتشكيل مفهوم "نموذج الرسوم البيانية" بين الطلاب ؛ تعليم الطلاب كيفية بناء نماذج رسومية.

متطلبات المعرفة والمهارات:

يجب أن يعرف الطلاب:

• المفاهيم الأساسية لـ "النموذج" ، "النمذجة" ، "النظام" ، "تحليل النظام" ، "النظام الفرعي" ، "النظام الفائق" ، "التنظيم" ، "نموذج المعلومات":
• أنواع النماذج ، تصنيفها ؛
• ما هي الروابط الموجودة بين عناصر النظام.

يجب أن يكون الطلاب قادرين على:

• إعطاء أمثلة على نماذج مختلفة ؛
• تصنيف النماذج وفقًا لمعايير مختلفة ؛

معدات الدرس:جهاز عرض الوسائط المتعددة ، العرض التقديمي.

إجراءات

1. مقدمة (لحظة تنظيمية).

أهلا وسهلا بك. التحقق من الحاضرين تحديد الهدف

II. تحديد الأهداف للدرس. الادراك.

1.   نموذج بناء ، لعبة الأطفال الناعمة ، صيغة رياضية ، نظرية لتطور المجتمع كلها نماذج. فكيف تسمون هذه المفاهيم المختلفة في كلمة واحدة؟
2. هناك عدد كبير من النماذج. كيفية وضعهم "على الرفوف"؟ كيف تصنف؟
3. الانعكاس الأكثر اكتمالا للخصائص الأساسية للكائن ممكن بمساعدة نموذج معلومات. كيف نبنيها؟

PI. عرض المواد الجديد

1. مقدمة لمفهوم "النموذج"

يفتح الطلاب دفاتر الملاحظات ويدونون موضوع الدرس.

عند إنشاء نموذج ، غالبًا ما يطلق على الكائن نفسه النموذج الأصلي أو النموذج الأولي. وبالتالي ، يمكننا صياغة تعريف لمفهوم النموذج.نموذج   - هذا هو التماثلية (بديلا) من الأصل ، والتي تعكس بعض خصائصه.

دعونا نلقي نظرة على بعض الأمثلة من النماذج التي تستخدمها باستمرار في المدرسة:

• في دروس الجغرافيا ، عندما تقوم بدراسة موضوع شكل الكرة الأرضية ، فإنك تستخدم الكرة الأرضية بشكل دوري. العالم - هو نموذج للأرض.
• في صفوف الكيمياء في دراسة العناصر الكيميائية ، نستخدم غالبًا الجدول الدوري للعناصر D. I. Mendeleev ، والذي يعد نموذجًا لجميع العناصر الكيميائية للأرض.
• في دروس الفيزياء عند دراسة موضوع العمليات الحرارية ، استخدمت نموذجًا من الجزيئات ، المشابك البلورية.
• في دروس البيولوجيا عند دراسة الجهاز العضلي الهيكلي للشخص ، يمكنك استخدام الهيكل العظمي ، والذي هو نموذج لشخص.

أسباب إنشاء النماذج:

1. في الوقت الحقيقي ، قد لا يكون الأصل موجودا أو في الواقع.على سبيل المثال ، شاهدنا جميعًا أفلامًا علمية شائعة عن حياة الديناصورات. تساعدنا أفلام الفيديو على إنشاء نظرة شاملة لظهور وحياة المخلوقات التي لا يمكننا ملاحظتها في الوقت الفعلي. مثال آخر هو نموذج "الشتاء النووي" ، الذي يستخدمه مؤلفو الخيال العلمي في أفلامهم وكتبهم. الناس لا يعرفون ما ستكون عليه الحياة بعد هذه الكارثة الهائلة. لكن العديد من القصص والأفلام تساعد في خلق صورة حية إلى حد ما.

2. قد يكون للأصل العديد من الخصائص والعلاقات. لدراسة خاصية معينة ، من المفيد في بعض الأحيان التخلي عن خصائص أقل أهمية.

على سبيل المثال ، عند تجميع خريطة للمنطقة ، لا نأخذ في الاعتبار الخصائص الجيولوجية للمنطقة أو المناخ السائد. عند إنشاء نموذج ، لا نحتاج مطلقًا إلى هذه المعلمات الخاصة بالكائن ، لأنها لا تؤثر على موقع الكائنات على الأرض. مثال آخر هو الكائنات الحية. يحتوي هذا الكائن على العديد من الخصائص والمكونات المختلفة التي لا يمكن اعتبار وظائف أخرى عند دراسة وظائف الجسم الفردية. على سبيل المثال ، عند دراسة الجهاز التنفسي ، لا يمكن النظر في الجهاز العصبي والجهاز الهضمي والدورة الدموية وغيرها.

3. الأصلي هو إما كبير جدا أو صغير جدا.

النظام الشمسي كبير للغاية ولا يمكن الوصول إليه بالنسبة لنا ، بحيث أنه عند دراسته ، من الأسهل استخدام النموذج. مثال آخر هو الذرة. لا يمكننا رؤيتها بالعين المجردة ، لذلك من الأسهل بكثير دراسة نسخة موسعة منها.

4. العملية سريعة جدا أو بطيئة جدا.

على سبيل المثال ، نمو الزهرة بطيء جدًا. ولتوضيح هذه العملية بوضوح ، يمكنك إنشاء نموذج. قم بتسجيل أيام قليلة من حياة الأزهار على الفيديو ، ثم استخدم برامج خاصة لزيادة سرعة تشغيل الفيديو. وبعد ذلك ، فإن النموذج الذي تم إنشاؤه سيظهر عملية نمو الزهرة. عن طريق القياس ، يمكنك دراسة العمليات السريعة للغاية ، على سبيل المثال ، طيران الرصاصة التي أطلقت من فوهة البندقية.

5. قد يؤدي التحقيق في جسم ما إلى تدميره.

نستخدم جميع وسائل النقل ، وفكر كل واحد منا على الأقل في سلامته. لمعرفة مدى موثوقية السيارة ، تقوم الشركة المصنعة بإجراء اختبارات التصادم. تساعد هذه الاختبارات في تحديد نقاط الضعف في حماية السيارة دون تعريض الأشخاص الحقيقيين أو السيارات الحقيقية للخطر.

تصميم - هذه هي عملية بناء النماذج لدراسة ودراسة الأشياء والعمليات والظواهر.

ما يمكن أن يكون على غرار؟ سوف نجيب على هذا السؤال.

يجيب الطلاب على السفن والملابس ...

2. تصنيف النماذج

نظرًا لوجود العديد من النماذج وتختلف عن بعضها البعض في معاييرها ، فيجب تصنيفها.

عن طريق العرض (ما الذي صنعوا منه)

يكتب الطلاب تصنيف النموذج في دفتر ملاحظات

إضفاء الصفة الرسمية   - هذا هو استبدال كائن حقيقي أو عملية حقيقية مع وصفها الرسمي ، أي نموذج معلوماته.

نماذج المعلومات الرسومية

تعد نماذج المعلومات الرسومية أبسط أنواع النماذج التي تنقل الميزات الخارجية لكائن ما - الأبعاد والشكل واللون.

نماذج الرسوم البيانية أكثر إفادة من اللفظية. بدون خرائط ، من الصعب تخيل علم الأحياء وعلم الأحياء ، والجغرافيا ، والشؤون العسكرية ، والشحن ، إلخ.

لا يمكن للتقنيات الحديثة الاستغناء عن نماذج المعلومات الخاصة بالأجهزة الفنية والمباني وغيرها. فيفي شكل رسومات.

الدوائر الكهربائية والإذاعية  - هذه هي نماذج المعلومات من الفيزياء والهندسة الراديوية والالكترونيات الراديو.

الرسوم البيانية والرسوم البيانية  - هذه هي نماذج المعلومات التي تمثل بيانيا البيانات العددية والإحصائية.

IV. ربط المواد (العمل العملي).

أداء العمل العملي رقم 3.1 في الصفحة 209

تحتاج إلى بناء جدول زمني

خامسا الواجبات المنزلية

VI. ملخص الدرس

علمنا اليوم أنه في حياتنا غالبًا ما توجد نظائر لأشياء حقيقية تعكس بعض خصائصها ، وتسمى هذه التشبيهات نماذج. يمكن أن يحتوي أحدهما ونفس الشيء على عدة نماذج وسيختلفان عن بعضهما البعض اعتمادًا على الغرض من إنشاء النموذج والموضوع الذي قام بإنشائها.