Моделювання як метод пізнання

Мета уроку:

  • Навчальні:
  • домогтися засвоєння учнями поняття "моделювання" та "модель";
  • відпрацювати навички роботи з робочим столом, програмою БРОУН.
  • Виховні:
  • виховання уваги під час роботи з комп'ютером, точності, розвиток пам'яті;
  • формування потреби у здоровому способі життя;
  • Розвиваючі:
  • розвиток умінь класифікувати факти, робити узагальнюючі висновки під час повторення та закріплення;
  • розвиток уміння користуватися комп'ютерною технікою.

    • Обладнання: комп'ютерний клас, мультимедіапроектор, презентація на тему уроку;

    ПО: модель броунівського руху.

    Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

    Вигляд уроку: комбінований.

    Структура уроку (порядок зв'язків між елементами уроку):

    1. Актуалізація колишніх знань (контроль викладання станом знань учня, що здійснюється у формі фронтального опитування);
    2. Формування нових понять та способів дій (організація діяльності учнів із самостійного розкриття сутності нових понять: аналіз ситуацій, робота з книгою);
    3. Формування практичних умінь та навичок при роботі на ПК.

    Оформлення (запис на дошці):

    I. Організаційний момент

    II. Актуалізація знань

    Прочитайте із виділених букв тему сьогоднішнього уроку (моделювання).

    ІІІ. Домашнє завдання:

    Підручник: п. 5.1, пит. 1,2 с. 240 (або п. 4.1).

    IV. Вчитель інформатики:

    [1] Людство у своїй діяльності (наукової, освітньої, технологічної, художньої) постійно створює та використовує моделі навколишнього світу. Суворі правила побудовимоделей сформулювати неможливо, проте людство накопичило багатий досвід моделювання різних об'єктів та процесів.

    Моделі дозволяють уявити у наочній формі об'єкти і процеси, недоступні безпосереднього сприйняття (дуже великі чи дуже маленькі об'єкти, дуже швидкі чи дуже повільні процеси та інших.). Наочні моделі часто використовують у процесі навчання. В курсі географії перші уявлення про нашу планету Земля ми отримуємо, вивчаючи її модель - глобус, в курсі фізики вивчаємо роботу двигуна внутрішнього згоряння за його моделлю, в хімії при вивченні будови речовини використовуємо моделі молекул і кристалічних решіток, в біології вивчаємо будову людини з анатомічних муляжам та ін. (Додаток 3 ), (Додаток 4 ).

    Моделі відіграють надзвичайно важливу роль у проектуванні та створенні різних технічних пристроїв, машин і механізмів, будівель, електричних кіл тощо. буд. механізм (Додаток 5 ).

    У процесі проектування будівель та споруд крім креслень часто виготовляють макети. У процесі розробки літальних апаратів поведінку їх моделей у повітряних потоках досліджують в аеродинамічній трубі.

    Розробка електричної схеми обов'язково передує створенню електричних ланцюгів тощо.

    Розвиток науки неможливий без створення теоретичних моделей (теорій, законів, гіпотез тощо), що відображають будову, властивості та поведінку реальних об'єктів. Створення нових теоретичних моделей іноді докорінно змінює уявлення людства про навколишній світ (геліоцентрична система світу Коперника, модель атома Резерфорда-Бора, модель Всесвіту, що розширюється,модель геному людини та ін.). Адекватність теоретичних моделей законам реального світу перевіряється за допомогою дослідів та експериментів (Додаток 6 ).

    Вся художня творчість фактично є процесом створення моделей. Наприклад, такий літературний жанр, як байка, переносить реальні відносини між людьми на відносини між тваринами та фактично створює моделі людських відносин. Більше того, практично будь-який літературний твір може розглядатися як модель реального людського життя. Моделями, що у художній формі відбивають реальну дійсність, є також мальовничі полотна, скульптури, театральні постановки та інших. (Додаток 7 ). [У зошитах робимо запис конспекту] (Додаток 8 ).

    Моделювання — це метод пізнання, що полягає у створенні та дослідженні моделей. (Додаток 9 )

    Модель. Кожен об'єкт має велику кількість різних властивостей. У процесі побудови моделі виділяються основні, найбільш суттєві для дослідження якості (Додаток 10 ). У процесі дослідження аеродинамічних якостей моделі літака в аеродинамічній трубі важливо, щоб модель мала геометричну подобу оригіналу, але не важливий, наприклад, її колір. При побудові електричних схем - моделей електричних кіл - необхідно враховувати порядок підключення елементів ланцюга один до одного, але не важливе їхнє геометричне розташування один щодо одного і так далі.

    Різні науки досліджують об'єкти та процеси під різними кутами зору та будують різні типи моделей. У фізиці вивчаються процеси взаємодії та зміни об'єктів, у хімії — їхній хімічний склад, у біології — будова та поведінка живих організмів тощо.

    Візьмемо як приклад людини: вУ різних науках він досліджується в рамках різних моделей. В рамках механіки його можна розглядати як матеріальну точку, в хімії - як об'єкт, що складається з різних хімічних речовин, в біології - як систему, що прагне самозбереження, і так далі (Додаток 11 ).

    Модель - це якийсь новий об'єкт, який відображає суттєві особливості об'єкта, що вивчається, явища або процесу. (Додаток 12 ).

    Географія, військова справа, судноплавство та ін. неможливі без інформаційних моделей поверхні Землі у вигляді карт (рис. 4.3, [1]). Різні типи географічних карт (політичні, фізичні та ін.) представляють інформаційні моделі, що відбивають різні особливості земної поверхні, тобто той самий об'єкт відбивають кілька моделей (Додаток 13 ). З іншого боку, різні об'єкти можуть описуватися однією моделлю. Так, у механіці різні матеріальні тіла (від планети до піщинки) можуть розглядатися як матеріальні точки (Додаток 14 ).

    Один і той самий об'єкт може мати безліч моделей, а різні об'єкти можуть описуватися однією моделлю. (Додаток 16 )

    Жодна модель не може замінити сам об'єкт. Але при вирішенні конкретного завдання, коли нас цікавлять певні властивості об'єкта, що вивчається, модель виявляється корисним, а часом і єдиним інструментом дослідження.

    Питання для роздумів

    • Чи може об'єкт мати декілька моделей? Наведіть приклад.
    • Чи можуть різні об'єкти описуватись однією і тією ж моделлю? Якщо так, наведіть приклад.

    V.Комп'ютерний експеримент

    – Подивимося на прикладі моделі Броунівський рух частинок та молекул (Додаток 15 ). У зошиті замалюємо графіки руху частинок.

    VI. Підсумокуроку.

    – Тепер ви можете навести приклади моделей з різних наук, надати мотивоване пояснення про те, які суттєві ознаки необхідно відображати у тій чи іншій моделі. (Додаток 17 )

    - Дякую за урок! До побачення!

    Використовувана література:

    1. Угрінович Н.Д. Інформатика та інформаційні технології. 10-11: Лабораторія базових знань. - М:, 2002.
    2. Іванова І.А. Інформатики. 9 клас: Практикум. - Саратов: Ліцей, 2004. с.30