Урок информатики Информационное моделирование как метод познания

Цель  урока: сформировать новые знания и умения по теме «Информационное моделирование как метод познания».

Задачи:

• сформировать у обучающихся понятие моделирование как метода познания;
• рассмотреть различные классификации моделей;
• сформировать у обучающихся понятие «информационная модель»;
• научить обучающихся описывать информационные модели.

Предметные результаты:

Знать:

• основные понятия «модель», «моделирование», «информационная модель»;
• виды моделей, их классификацию.

Уметь:

• приводить примеры различных моделей;
• классифицировать модели по различным признакам.

Метапредметные результаты:

• выделять признаки объектов;
• анализировать объекты;
• сравнивать объекты по выделенным признакам.

Тип урока: формирование новых знаний и умений.

Формы работы обучающихся: фронтальная, индивидуальная.

Необходимое техническое оборудование: компьютер, мультимедийный проек­тор, интерактивная доска.

Дидактические средства: презентация, ЦК ЭОР.

Используемые учебники и учебные пособия: 

• Информатика и ИКТ. Базовый уровень: учебник для 10-11 классов/ И.Г.Семакин, Е.К.Хеннре. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009.
• Информатика. Задачник-практикум в 2 т. / Под ред. И.Г.Семакина, Е.К.Хеннера. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004.

Используемая методическая литература: 

• Семакин И.Г., Шеина Т.Ю. Преподавание базового курса информатики в средней школе. – М., Лаборатория Базовых Знаний, 2000.
• Информатика и ИКТ. Базовый уровень. 10-11 классы: методическое пособие./ И.Г.Семакин, Е.К.Хеннер. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. 

ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКА
Информационное моделирование как метод познания

(Тема урока)

Цель урока: Сформировать новые знания и умения по теме «Информационное моделирование как метод познания»

Задачи:

• сформировать у обучающихся понятие моделирование как метода познания;

• рассмотреть различные классификации моделей;

• сформировать у обучающихся понятие «информационная модель»;

• научить обучающихся описывать информационные модели.

Предметные результаты:

Знать:

• основные понятия «модель», «моделирование», «информационная модель»;;

• виды моделей, их классификацию

Уметь:

• приводить примеры различных моделей;

• классифицировать модели по различным признакам

Метапредметные результаты:

• выделять признаки объектов;

• анализировать объекты;

• сравнивать объекты по выделенным признакам.

Тип урока: формирование новых знаний и умений.

Формы работы обучающихся: фронтальная, индивидуальная.

Необходимое техническое оборудование: компьютер, мультимедийный проек­тор, интерактивная доска.

Дидактические средства: презентация, ЦК ЭОР

Используемые учебники и учебные пособия:

• Информатика и ИКТ. Базовый уровень: учебник для 10-11 классов/ И.Г.Семакин, Е.К.Хеннре. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009.

• Информатика. Задачник-практикум в 2 т. / Под ред. И.Г.Семакина, Е.К.Хеннера. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004.

Используемая методическая литература:

• Семакин И.Г., Шеина Т.Ю. Преподавание базового курса информатики в средней школе. – М., Лаборатория Базовых Знаний, 2000.

• Информатика и ИКТ. Базовый уровень. 10-11 классы: методическое пособие./ И.Г.Семакин, Е.К.Хеннер. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008.

Структура и ход урока

I. Организационный момент.

Приветствие, проверка присутствующих.

II. Актуализация и мотивация.

Электромобиль на стенде выставки, телевизионная красавица, рекламирующая различные товары, макет здания, детская мягкая ингушка, математическая формула, теория развития общества – это все модели. Как же получается назвать такие разные понятия одним словом?

Существует огромное количество моделей. Как разложить их «по полочкам»? Как классифицировать?

Наиболее полно отразить существенные свойства объекта можно с помощью информационной модели. Как ее построить?

III. Объяснение нового материала.

В своей деятельности человек очень часто использует модели, то есть создает образ того объекта, явления или процесса, с которым ему предстоит иметь дело.

Модель - это такой материальный или мысленно представляемый объект, который в процессе изучения замещает объект-оригинал, сохраняя некоторые важные для данного исследования типичные черты этого оригинала.

Или можно сказать другими словами: модель - это упрощенное представление о реальном объекте, процессе или явлении.

Анализ модели и наблюдение за ней позволяют познать суть реально существующего, более сложного объекта, процесса, явления, называемого прототипом или оригиналом.

У вас может возникнуть вопрос: почему бы не исследовать сам оригинал, а не строить его модель?

Назовем несколько причин, по которым прибегают к построению моделей.

1. В реальном времени оригинал может уже не существовать или его нет в действительности. (Примеры: теория вымирания динозавров, теория гибели Атлантиды, модель «ядерной зимы» …)

2. Оригинал может иметь много свойств и взаимосвязей. Чтобы глубоко изучить какое-то конкретное свойство, иногда полезно отказаться от менее существенных, вовсе не учитывая их. (Примеры: карта местности, модели живых организмов…)

3. Оригинал либо очень велик, либо очень мал. (Примеры: глобус, модель Солнечной системы, модель атома…)

4. Процесс протекает очень быстро или очень медленно. (Примеры: модель двигателя внутреннего сгорания, геологические модели…)

5. Исследование объекта может привести к его разрушению. (Примеры: модель самолета, модель автомобиля…)

Моделирование – это процесс построения моделей для исследования и изучения объектов, процессов, явлений.

Что можно моделировать? Ответим на это вопрос.

Моделировать можно:

Объекты

Объект – некоторая часть окружающего нас мира, которая может быть рассмотрена как единое целое.

Свойства объекта – совокупность признаков объекта, по которым его можно отличить от других объектов

Назовем примеры моделей объектов:

• копии архитектурных сооружений;

• копии художественных произведений;

• наглядные пособия;

• модель атома водорода или солнечной системы;

• глобус;

• модель, демонстрирующая одежду;

• детские игрушки…

Явления

Примеры моделей явлений:

• модели физических явлений: грозового разряда, магнитных и электрических сил…;

• геофизические модели: модель солевого потока, модель землятресения, модель оползней…

Процессы

Примеры моделей процессов:

• модель развития вселенной;

• модели экономических процессов;

• модели экологических процессов…

При выполнении человеком какого-либо действия ему обычно предшествует возникновение в его сознании модели будущего поведения. Собирается ли он строить дом или решать задачу, переходит улицу или отправляется в поход – он непременно сначала представляет себе все это в уме. Это главное отличие человека мыслящего от всех других живых существ на земле.

Один и тот же объект в разных ситуациях, в разных науках может описываться различными моделями. Например, рассмотрим объект «человек» с точки зрения различных наук:

- в механике человек – это материальная точка;

- в химии – это объект, состоящий из различных химических веществ;

- в биологии – это система, стремящаяся к самосохранению;

- и т.д.

С другой стороны, разные объекты могут описываться одной моделью. Например, в механике различные материальные объекты от песчинки до планеты рассматриваются как материальные точки.

Таким образом, совершенно неважно, какие объекты выбираются в качестве моделирующих. Важно лишь то, что с их помощью удается отразить наиболее существенные признаки изучаемого объекта, явления или процесса.

Моделирование – это метод научного познания объективного мира с помощью моделей.

Классификация моделей.

Итак, объектов моделирования, как мы только что с вами убедились, огромное количество. И для того, чтобы ориентироваться в их многообразии, необходимо все это классифицировать, то есть каким-либо образом упорядочить, систематизировать.

При классификации объектов по «родственным» группам необходимо правильно выделить некий единый признак (параметр, а затем объединить те объекты, у которых он совпадает). Рассмотрим наиболее распространенные признаки, по которым можно классифицировать модели.

По учету фактора времени:

• статические - дают "одномоментный срез" текущего состояния объекта.

(Примеры: обследование обучающихся в поликлинике дает картину физического состояния детей на данный момент времени; расчет прочности и устойчивости к постоянной нагрузке на фундамент, на стены, на балки при строительстве здания);

• динамические - позволяют увидеть изменения объекта во времени.

(Примеры: карточка школьника, отражающая состояние здоровья ребенка в течение многих лет при воздействии экологических, экономических и социальных факторов; учет противодействия ветрам, движению грунтовых вод, сейсмическим колебаниям при строительстве здания).

По способу представления объекта:

• материальные;

• информационные

Материальные модели иначе можно назвать предметными или физическими. Они воспроизводят геометрические свойства оригинала и имеют реальное воплощение. Например: детские игрушки, чучела птиц, карты, схемы, макеты и т.д.

Информационные модели нельзя потрогать или увидеть, они не имеют материального воплощения, потому что строятся только на информации.

Информационная модель – совокупность информации, характеризующая свойства и состояния объекта, процесса, явления, а также взаимосвязь с внешним миром. Например, любое описание объекта на одном из разговорных или формальных языков.

К информационным моделям можно отнести вербальные и знаковые модели.

Вербальная модель – информационная модель в мысленной или разговорной форме. Это модели, полученные в результате раздумий, умозаключений. Они могут так и остаться мысленными или быть выражены словесно.

Знаковая модель – информационная модель, выраженная специальными знаками, т.е. средствами любого формального языка. Знаковые модели окружают нас повсюду. Это рисунки, тексты, графики и схемы.

Вербальные и знаковые модели, как правило, взаимосвязаны. Мысленный образ, родившийся в голове человека, может быть облечен в знаковую форму. Например, мелодия, родившаяся в голове композитора, будет представлена в виде нот на бумаге.

Для создания моделей используется огромный спектр инструментов. Если модель имеет материальную природу. То для ее создания используются традиционные инструменты: фотоаппарат, токарный и фрезерный станки, пила, топор, кисть художника, карандаш, линейка и т.д., и, наконец самый совершенный в наши дни инструмент – компьютер.

По способу реализации информационные знаковые модели делятся на:

• компьютерные, модель реализованная средствами программной среды. Например: электронные варианты рисунков, чертежей, текстов. формул, звуков и их создание и редактирование с помощью различного программного обеспечения;

• некомпьютерные, модель созданная с помощью традиционных инструментов инженера, художника, писателя и др. Например: рисунки, чертежи, графики, тексты, созданные вручную.

По области использования:

• учебные - наглядные пособия, обучающие программы, различные тренажеры;

• опытные - модель корабля (испытывается в бассейне для определения устойчивости судна при качке);

• научно-технические - прибор, имитирующий разряд; стенд для проверки телевизора;

• игровые - экономические, спортивные и другие;

• имитационные – эксперимент или многократно повторяется для изучения и оценки влияния каких-либо действий на реальную обстановку, или проводится одновременно со многими объектами, прохожими, но поставленными в разные условия.

По отрасли знания:

• биологические;

• исторические;

• социологические и др.

IV. Закрепление изученного.

1. Мысленно представьте квадрат и составьте различные знаковые модели данного объекта. (Чертеж, текст, формулы)

2. Заполните таблицу:

V. Домашнее задание

Выучить определения, рассмотренные на уроке.

Прочитать параграф учебника §13.

VI. Подведение итогов урока.

Выставление оценок за урок.

6