Lekcija Modeliranje in modeliranje.

Cilj lekcije:upoštevajte pojma "model" in "modeliranje".

Organizacijski trenutek.

Učenje novega gradiva.

Vprašanja, ki jih obravnavamo v lekciji:

Kaj je modeliranje in modeliranje?

Zakaj ustvarjati modele?

Shema objektnih raziskav.

Modeliranje je ena ključnih človeških dejavnosti. Modeliranje vedno v takšni ali drugačni obliki pred vsakim poslom. Poskusite navesti primere modelov. (globus, zemljevid sveta, gravitacijska formula, raketni model, vizualni pripomočki).

Kaj jih združuje? Vsak predmet, ki ga umetno ustvari človek z namenom preučevanja resničnega predmeta (prototipa), lahko postane model.

Model  - Poenostavljen pogled na dejanski predmet, postopek ali pojav. (str. 72 - opredelitev)

Modeliranje- izdelava modela za preučevanje in proučevanje predmetov, procesov, pojavov.

Delo s shemo v učbeniku(str. 72). Modeliranje je osrednjega pomena za predmetno raziskovanje.

Zakaj torej resničnih predmetov, pojavov in procesov ne raziskujemo, ampak izvajamo modeliranje, ustvarjamo modele?

(delo z učbenikom, iskanje odgovora na vprašanje)

Modeliranje vam omogoča sprejemanje razumne odločitve: kako izboljšati znane predmete, ali je potrebno ustvariti nove, kako spremeniti procese upravljanja in navsezadnje, kako spremeniti svet okoli nas na bolje.

Preden se lotite kakršnega koli dela, si morate jasno predstavljati začetne in končne točke dejavnosti ter njene približne faze. Enako lahko rečemo za modeliranje.

Vse stopnje simulacije so določene s ciljem in cilji. Modeliranje je ustvarjalni postopek in izbrane faze se lahko v vsakem konkretnem primeru spremenijo.

Delajte s vezjem Fig. 27. str. 74

Na prvi stopnji je pomembno, da se v skupnem jeziku jasno opiše zadevni problem. Vse naloge lahko razdelimo v 2 skupini:

Ugotovite, kako se predmet spreminja, ko je izpostavljen, torej odgovorite na vprašanje "kaj se bo zgodilo, če ..."

Inverzna težava: kakšen naj bo vpliv na objekt, da nastavljeni pogoji izpolnjujejo njegove značilnosti, to je, da odgovorimo na vprašanje "kako to storiti ..."

Praktično delo za računalnikom. (str. 76 stopnja A, B, C) - med katerimi lahko izbirate.

Povzemanje.

Domača naloga.

§13, odgovori na vprašanja.

Lekcija Vrste modelov.

Cilj lekcije:upoštevajte faze modeliranja, vrste modelov.

Organizacijski trenutek.

Postavljanje ciljev in ciljev lekcije.

Preverjanje domačih nalog.

Števec vprašanja na strani 76 (frontalna raziskava)

Učenje novega gradiva.

Za isti predmet (proces, pojav) je mogoče ustvariti nešteto modelov. Najprej tip modela določa cilj študije. Model mesta bo na primer videti popolnoma drugače z vidika turista (cilj je seznaniti se z znamenitostmi) in arhitekta (cilj je obnova).

Razvrstitev po modelih

Obstajajo najpogostejši znaki, po katerih se modeli razvrščajo:

področje uporabe (izobraževalna, igralska, izkušena itd.)

časovni faktorski obračun (statični ali dinamični)

način predstavitve

Modeli usposabljanja vključujejo programe usposabljanja. Poslovne ali vojne igre, ki simulirajo vedenje predmetov, ob upoštevanju možnega vedenja nasprotnikov in zaveznikov v različnih situacijah, so primeri modelov iger. Za napovedovanje njegovih značilnosti v prihodnosti in preprečevanje okoljskih težav se uporablja eksperimentalni model jedrskega reaktorja.

Dinamični model vam omogoča, da vidite spremembe preučenega predmeta skozi čas. Primer je revija razreda, s katero lahko spremljate uspešnost študenta. Rezultat preizkusnega dela istega študenta je statični model, ki prikazuje stanje znanja v trenutnem trenutku.

Obstaja razvrstitev modelov glede na način predstavitve: informacijski, simbolični, računalniški modeli.

Informacijski model  vsebuje vse podatke, ki označujejo predmet, proces ali pojav - njegove lastnosti, opis spreminjanja stanja sčasoma, interakcijo z zunanjim svetom.

Modeli prijav:matematična formula, snemanje glasbene melodije z notami, risba, graf, tridimenzionalni modeli geometrijskih oblik. Obstaja veliko orodij za ustvarjanje ikoničnih informacijskih modelov. (računalnik)

Računalniški model -  Model, ustvarjen s pomočjo strojne in programske opreme.

V računalniškem modeliranju morate biti dobro seznanjeni z različnimi programi, računalniško tehnologijo.

Izvajanje pravega eksperimenta je pomembno, vendar drago, traja nekaj časa, nekateri poskusi pa so preprosto nemogoči. Navsezadnje ne bodo naredili letala, ne da bi preverili vse izračune, ne da bi raziskali možnosti za njegovo vedenje v zraku. In tu na pomoč priskoči računalnik.

Faza računalniškega eksperimenta vključuje dve fazi: izdelava načrta in razvoj tehnologije modeliranja.

Načrt računalniškega eksperimenta bi moral vsebovati najprej test. Test - takšni začetni podatki, katerih molz je znan. Test vam omogoča, da določite zmogljivost, pravilnost ustvarjenega modela.

Če je bilo testiranje modela uspešno, nadaljujejo do tehnologije modeliranja, to je vodenja določenih dejanj in ciljev na modelu.

Po računalniškem eksperimentu se začne faza analize dobljenih rezultatov. Če se rezultat razlikuje od pričakovanega, se morate vrniti na prejšnje faze, iskati in odpraviti napake.

Na podlagi rezultatov se sprejme odločitev.

Zavarovanje študiranega gradiva.

Praktično delo za računalnikom. (str. 81–83, raven A)

Povzemanje.

Domača naloga.

§14, odgovori na vprašanja.

Znano je, da je model nekakšna poenostavljena podoba resničnega predmeta. Popolnejša opredelitev je:

Model  - To je nadomestni objekt, ki pod določenimi pogoji lahko nadomesti originalni predmet. Model reproducira lastnosti in značilnosti izvirnika, ki nas zanimajo.

Modeli so materialni in informativni. Primeri materialnih modelov so globus - model Zemlje; maneken - model človeškega telesa; modeli letal, ladij, raket, avtomobilov; postavitev razvoja stanovanjskega območja v mestu in še veliko več.

Predmet računalništva so informacijski modeli.

V informacijski modelse odraža znanje osebe o predmetu modeliranja. Informacijski model je opis predmeta modeliranja v takšni ali drugačni obliki.

Predmet informacijskega modeliranja je lahko karkoli: posamezni predmeti (les, miza); fizikalni, kemični, biološki procesi (pretok vode v cevi, proizvodnja žveplove kisline, fotosinteza v listih rastlin); meteorološke pojave (nevihta, tornado); ekonomski in socialni procesi (dinamika cen delnic na borzi, migracija prebivalstva).

Lahko rečemo, da se katera koli znanost ukvarja z informacijskim modeliranjem, saj je naloga znanosti pridobiti znanje, naše znanje o resničnosti pa je vedno približno, tj. modelni lik.Z razvojem znanosti se to znanje izpopolnjuje, poglablja, vendar še vedno ostaja približno. Stare modele nadomeščamo z novimi, natančnejšimi in ta postopek je neskončen.

Računalništvo se ukvarja s splošnimi metodami in sredstvi za ustvarjanje in uporabo informacijskih modelov.

Model računalniških informacij.Glavno orodje sodobne računalništva je računalnik. Zato je informacijsko modeliranje iz računalništva računalniška simulacija, ki se uporablja za predmete različnih predmetnih področij.

Najpogosteje se informacijsko modeliranje uporablja za napovedovanje vedenja predmeta modeliranja, za sprejemanje odločitev upravljanja. Značilna značilnost računalniških informacijskih modelov je možnost njihove uporabe v realnem času, torej ob upoštevanju časovnih omejitev za pridobitev rezultata.

Faze modeliranja.Izgradnja informacijskega modela se začne s sistemsko analizo objekta modeliranja. Nadalje dobljeni teoretični opis simuliranega sistema pretvorimo v računalniški model. Za to se uporablja bodisi gotova programska oprema ali pa jo za razvoj razvijajo programerji. Rezultat je računalniški informacijski model, ki bo uporabljen po predvidenem namenu.

Informacijski model temelji na podatkih, to je na podatkih o objektu modeliranja. Vsak resnični predmet ima neskončno število različnih lastnosti. Za izdelavo njenega informacijskega modela je treba izbrati samo tiste lastnosti, ki so potrebne z vidika namena modeliranja; jasno je, da je ta cilj potreben pred začetkom modeliranja.

Sistem osnovnih pojmov

Tema: Koncept modela. Vrste modelov.

Vrsta lekcije : kombinirana lekcija (oblikovanje novega znanja).

Cilji: oblikovati koncept modeliranja med učenci kot metode spoznavanja; upoštevajte različne klasifikacije modelov; oblikovati koncept „informacijskega modela“ med študenti; učiti učence opisovanja informacijskih modelov; seznaniti študente s predstavitvijo informacijskih modelov; oblikovati koncept „formalizacije“; naučiti se ustvarjati verbalne in matematične modele; oblikovati koncept „grafičnega modela“ med študenti; učiti študente, kako sestaviti grafične modele.

Zahteve za znanje in spretnosti:

Študenti bi morali vedeti:

• osnovni pojmi "model", "modeliranje", "sistem", "sistemska analiza", "podsistem", "nadsistem", "sistematizacija", "informacijski model":
• vrste modelov, njihova razvrstitev;
• kakšne povezave obstajajo med elementi sistema.

Študenti bi morali imeti možnost:

• navedite primere različnih modelov;
• razvrsti modele po različnih merilih;

Oprema lekcije:multimedijski projektor, predstavitev.

Lekcija

1. Uvod (organizacijski moment).

Lep pozdrav. Preverjanje prisotnih. Postavitev ciljev

II. Postavljanje ciljev za lekcijo. Aktualizacija.

1.   Modeli zgradbe, otroška mehka igrača, matematična formula, teorija razvoja družbe so vsi modeli. Kako torej z eno besedo poimenujete tako različne pojme?
2. Obstaja ogromno število modelov. Kako jih postaviti "na police"? Kako razvrstiti?
3. Najpopolnejši odsev bistvenih lastnosti predmeta je mogoč s pomočjo informacijskega modela. Kako ga zgraditi?

PI. Predstavitev novega gradiva

1. Uvedba koncepta "modela"

Učenci odprejo zvezke in zapišejo temo lekcije.

Pri gradnji modela se sam objekt pogosto imenuje original ali prototip. Tako lahko oblikujemo definicijo pojma modela.Model   - To je analog (nadomestek) izvirnika, ki odraža nekatere njegove lastnosti.

Oglejmo si nekaj primerov modelov, ki jih nenehno uporabljate v šoli:

• V razredih zemljepisa, ko preučujete temo Oblika globusa, občasno uporabljate globus. Globe - je model Zemlje.
• Pri pouku kemije pri preučevanju kemijskih elementov pogosto uporabljamo periodično tabelo elementov D. I. Mendelejeva, ki je vzor vseh kemičnih elementov Zemlje.
• Pri pouku fizike ste pri preučevanju teme Toplotni procesi uporabili model molekul, kristalnih rešetk.
• Pri pouku biologije pri proučevanju mišično-skeletnega sistema človeka uporabljate okostje, ki je model človeka.

Razlogi za ustvarjanje modelov:

1. V realnem času izvirnika morda ne bo več ali v resnici.Na primer, vsi smo videli poljudnoznanstvene filme o življenju dinozavrov. Video filmi nam pomagajo ustvariti celostni pogled na videz in življenje bitij, ki jih v realnem času ne moremo opazovati. Drug primer je model „jedrske zime“, ki ga pisci znanstvene fantastike tako pogosto uporabljajo v svojih filmih in knjigah. Ljudje ne vedo, kakšno bo življenje po tako množični katastrofi. Toda številne zgodbe in filmi pomagajo ustvariti dokaj živo podobo.

2. Izvirnik ima lahko številne lastnosti in razmerja. Za preučevanje določene lastnosti je včasih koristno opustiti manj pomembne lastnosti.

Na primer, pri sestavljanju zemljevida terena v celoti ne upoštevamo geoloških značilnosti terena ali prevladujočega podnebja. Pri ustvarjanju modela teh parametrov objekta absolutno ne potrebujemo, saj ne vplivajo na lokacijo predmetov na tleh. Drug primer so živi organizmi. Ta predmet ima toliko različnih lastnosti in sestavnih delov, da pri preučevanju posameznih telesnih funkcij drugih funkcij preprosto ni mogoče upoštevati. Na primer, ko preučujemo dihala, živčnega, prebavnega, cirkulacijskega in drugih sistemov ni mogoče upoštevati.

3. Izvirnik je bodisi zelo velik bodisi zelo majhen.

Osončje je za nas tako veliko in nedostopno, da je pri njegovem preučevanju lažje uporabiti model. Drug primer je atom. Tega ne moremo videti s prostim očesom, zato je veliko lažje preučiti njegovo povečano kopijo.

4. Proces je zelo hiter ali zelo počasen.

Na primer, rast cvetov je zelo počasna. In da jasno pokažete ta postopek, lahko ustvarite model. Posnemite nekaj dni iz življenjske dobe rož na videoposnetku, nato pa uporabite posebne programe za povečanje hitrosti predvajanja videoposnetka. In potem bo ustvarjeni model prikazal postopek rasti cvetov. Po analogiji lahko preučujete zelo hitre procese, na primer polet metka, izstreljenega iz cevi pištole.

5. Preiskava predmeta lahko privede do njegovega uničenja.

Vsi uporabljamo prevoz in vsak od nas je vsaj enkrat pomislil na njegovo varnost. Da bi ugotovili zanesljivost avtomobila, podjetje proizvajalec opravi teste trka. Ti testi pomagajo prepoznati slabosti zaščite avtomobilov, ne da bi ogrozili resnične ljudi ali prave avtomobile.

Modeliranje - To je postopek gradnje modelov za preučevanje in preučevanje predmetov, procesov, pojavov.

Kaj lahko modeliramo? Odgovorili bomo na to vprašanje.

Študenti odgovarjajo na ladje, oblačila ...

2. Razvrstitev modelov

Ker je veliko modelov in se med seboj razlikujejo po svojih parametrih, jih je treba razvrstiti.

Način predstavitve (iz česa so narejene)

Študenti napišejo klasifikacijo vzorcev v zvezek

Formalizacija   - to je zamenjava resničnega predmeta ali procesa z njegovim formalnim opisom, tj. njegov informacijski model.

Grafični modeli informacij

Grafični modeli informacij so najpreprostejši tip modelov, ki prenašajo zunanje značilnosti predmeta - dimenzije, obliko, barvo.

Grafični modeli so bolj informativni kot verbalni. Brez zemljevidov si je težko predstavljati botaniko in biologijo, geografijo, vojaške zadeve, ladijski promet itd.

Sodobne tehnologije ne morejo brez informacijskih modelov tehničnih naprav, zgradb itd. vv obliki risb.

Električna in radijska vezja  - To so informacijski modeli fizike, radiotehnike in radio elektronike.

Grafi in grafikoni  - To so informacijski modeli, ki grafično predstavljajo številčne in statistične podatke.

IV. Pritrditev materiala (praktično delo).

Izvedite praktično delo št. 3.1 na strani 209

Potrebno je sestaviti urnik

V. Domača naloga

VI. Povzetek lekcije

Danes smo izvedeli, da v našem življenju pogosto obstajajo analogi resničnih predmetov, ki odražajo nekatere njihove lastnosti, te analogije se imenujejo modeli. En in isti predmet ima lahko več modelov in se bodo med seboj razlikovali, odvisno od namena ustvarjanja modela in predmeta, ki jih je ustvaril.