Моделирование как метод познания. Модели объектов и процессов. Классификация моделей. Информационные модели

Цели: 

сформировать у учащихся понятия моделирования как метода познания ; рассмотреть различные классификации моделей; сформировать у учащихся понятие «информационная модель»; научить учащихся описывать информационные модели.

Задачи урока:

Обучающая:

Организовать деятельность учащихся по изучению и первичному закреплению нового материла;

Обеспечить применение знаний и способов действий в реальной жизни.

Развивающая:

Помочь учащимся осознать социальную и практическую значимость учебного материала;

Продолжить развитие культуры речи (умение грамотно, логически выстраивать свои ответы);

Обеспечить развитие умения выделять существенные признаки и свойства объектов;

Продолжить развитие умения учащихся сравнивать и анализировать объекты и модели.

Воспитывающая:

Закрепить способность следовать нормам поведения;

Продолжить воспитание уважительного отношения к труду;

Осуществлять эстетическое воспитание;

Сформировать у учащихся готовность к информационно – учебной деятельности;

Воспитать устойчивый интерес к изучению информатики.

Методы:

Объяснение;

Иллюстративный;

Демонстративный.

Дидактические основания урока:

Тип урока: урок изучения новой темы.

Вид урока: лекция (беседа).

Средства обучения:

Технические:

Компьютер с установленной операционной системой Windows или Linux;

Мультимедийный проектор;

Экран.

Программные:

Презентация.

Раздаточный материал:

Комплект карточек с задачами;

Карточки с незаконченными моделями смайликов.

Формы организации учебной деятельности: фронтальная, индивидуальная.

Требования к знаниям и умениям:

Учащиеся должны знать:

Основные понятия «модель», «моделирование»;

Виды моделей, их классификацию;

Какие связи существуют между элементами системы.

Учащиеся должны уметь:

Приводить примеры различных моделей;

Классифицировать модели по различным признакам;

Систематизировать объекты;

Осуществлять системный анализ.

Ход урока.

1. Организационный момент (1 мин)

Учитель объявляет тему и цели урока. На экране представлена презентация урока (Приложение 1).

2. Подготовка к усвоению нового учебного материала (5 мин)

У замечательного американского писателя - фантаста Рея Брэдбери есть рассказ «И грянул гром». Не читали? В нем повествуется о фирме, организующей путешествия на 60 миллионов лет в прошлое. Все «посетители прошлого» должны передвигаться только по специально проложенной тропе, ибо один неосторожный шаг уже способен нарушить последующую Историю. Устами одного из служащих фирмы это описано так:

 «Допустим, мы случайно убили здесь мышь. Это значит, что всех будущих потомков этой мыши не будет. . . Вы уничтожите не одну, а миллион мышей. . . А как с лисами, для питания которых нужны были именно эти мыши? Не хватит десяти мышей — умрет одна лиса. Десятью лисами меньше — подохнет от голода лев. . . И вот итог: через 59 миллионов лет пещерный человек, один из дюжины, населяющей весь мир, выходит на охоту за кабаном или саблезубым тигром. Но вы, раздавив одну мышь, раздавили всех тигров в этих местах. И пещерный человек умирает от голода. . . Это смерть миллиарда его потомков. Может быть, Рим не появится на своих семи холмах. . . »

Напрасно один из героев рассказа умолял вернуть его на те же 60 миллионов лет назад, чтобы оживить случайно раздавленную им бабочку. Он оказался уже совсем в иной Истории и погиб.

 Это, конечно, всего лишь фантастика, сказка, смоделированная автором ситуация, но в ней намек всем нам, как осторожны должны мы быть в нашем общении с природой. Как часто наши решения оказываются непродуманными: то мы вдруг решаем уничтожить всех волков, якобы приносящих только вред, то заселяем весь материк кроликами (так случилось в Австралии) и потом не знаем, как от них избавиться. . . Каждый раз хочется вернуться в тот роковой миг и сделать, как нам кажется, более правильный шаг. Но это, увы, невозможно — нет такой «машины времени», которая перенесла бы нас в прошлое.

Есть, однако, «машина времени», позволяющая заглянуть в будущее, проанализировать, смоделировать процесс, ситуацию и т. п. — это наука.

Рассмотрим пример из жизни. В 1870 г. английское Адмиралтейство спустило на воду новый броненосец “Кэптен”. Корабль вышел в море и перевернулся. Погиб корабль. Погибли 523 человека.

Это было совершенно неожиданно для всех. Для всех, кроме одного человека. Им был английский ученый - кораблестроитель В. Рид, который предварительно провел исследования на модели броненосца и установил, что корабль опрокинется даже при небольшом волнении. Но ученому, проделывающему какие - то несерьезные опыты с “игрушкой”, не поверили лорды из Адмиралтейства. И случилось непоправимое. . .

С понятием “модель” мы сталкиваемся с детства. Игрушечный автомобиль, самолет или кораблик для многих были любимыми игрушками, равно как и плюшевый медвежонок или кукла. Дети часто моделируют (играют в кубики, обыкновенная палка им заменяет коня и т. д. ).

В развитии ребенка, в процессе познания им окружающего мира такие игрушки, являющиеся, по - существу, моделями реальных объектов, играют важную роль. В подростковом возрасте для многих увлечение авиамоделированием, судомоделированием, собственноручным созданием игрушек, похожих на реальные объекты, оказало влияние на выбор жизненного пути.

III. Изложение нового материала (16 мин)

Модели и моделирование используются человечеством давно. С помощью моделей и модельных отношений развились разговорные языки, письменность, графика. Наскальные изображения наших предков, затем картины и книги - это модельные, информационные формы передачи знаний об окружающем мире последующим поколениям.

Что такое модель?

Откроем большой энциклопедический словарь – там не менее восьми «определений» значения этого слова. Что общего между игрушечным корабликом и рисунком на экране компьютера, изображающим сложную математическую абстракцию? И все же общее есть: и в том, и в другом случае мы имеем образ реального объекта или явления «заместителя» некоторого «оригинала», воспроизводящего его с той или иной достоверностью или подробностью. Или, то же самое другими словами: модель является представлением объекта в некоторой форме, отличной от формы его реального существования.

Практически во всех науках о природе, живой и неживой, об обществе, построение и использование моделей является мощным орудием познания. Реальные объекты и процессы бывают столь многогранны и сложны, что лучшим способом их изучения является такой: построй модель, отображающую лишь какую - то грань реальности и потому многократно более простую, чем эта реальность, и исследуй вначале эту модель. Многовековой опыт развития науки доказал на практике плодотворность такого подхода. Модель - неоценимый и бесспорный помощник инженеров и ученых.

Весь материал - смотрите документ.