Информационное моделирование как метод познания

Вопросы занятия:

·                   моделирование;

·                   модель; 

·                   прототип, или оригинал;  

·                   признаки объекта-оригинала;

·                   информационная модель;

·                   виды информационных моделей по способу представления.

Начнём наш урок с понятия моделирование.

Моделирование – это построение моделей, предназначенных для изучения и исследования объектов, процессов или явлений.

В свою очередь, модель – это новый упрощённый объект, который отражает существенные особенности реального объекта. Исходный объект называют прототипом или оригиналом. Модель не является точной копией объекта-оригинала.

Разберём все это более подробно на примерах. Глобус является примером модели земли, манекен – это модель человека, существуют также модели домов, кораблей и так далее. Обратите внимание, что модель не является точной копией объекта-оригинала и не отражает все его признаки.

С понятием “модель” мы сталкиваемся с детства. Игрушечный автомобиль, самолёт или кораблик для многих были любимыми игрушками, равно как и плюшевый медвежонок или кукла. Всё это является моделями реальных объектов.

Прежде всего необходимо ответить на вопрос: Для чего же нужны модели и с какой целью их создают?

Обратимся к примеру, из жизни. В 1870 г. английское Адмиралтейство спустило на воду новый броненосец “ Captain”. Корабль вышел в море и перевернулся. Корабль погиб.

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

Таким образом мы видим, что создание моделей и использование их в исследованиях приведёт к более безопасной жизни людей.

Сделаем вывод: модели необходимы для проведения исследований, опытов, развития наук и так далее.

Но для того, чтобы использовать ту или иную модель, необходимо, чтобы она имела все нужные свойства. Так же следует заметить, что нельзя отразить в модели все признаки объекта-оригинала. Да и не за чем это делать. В первую очередь необходимо обращать внимание с какой целью создаётся та или иная модель. Например, если вид транспортного средства (автобус или автомобиль) создаётся для коллекции, то в модели следует отобразить лишь внешний вид.

От цели моделирования зависят требования к модели: какие именно признаки объекта-оригинала она должна включать в себя. Опять же вернёмся к примеру модели автобуса. Если она создаётся для коллекции, то в ней будет отображается только общий вид, а если же для того, чтобы на основе этой модели создать реальный объект для передвижения, то в ней будет отображено большее количество признаков.

Способы отражения в модели признаков оригинала:

Первый: Копирование и воспроизведение признаков модели. Данная модель называется натуральной или материальной. Итак, натуральная (материальная) модель – это уменьшенная или увеличенная копия, которая воспроизводит внешний вид объекта моделирования (например, глобус), его структуру (например, модель молекулы воды) или поведение (движение лифта).

Второй: Описание признаков оригинала с помощью одного из языков кодирования информации, то есть можно дать словесное описание, привести формулу, схему или чертёж. Таким образом, информационная модель – это набор признаков, содержащий всю необходимую информацию об исследуемом объекте или процессе.

Сейчас мы подошли к вопросу «Для чего же используются модели?»

•        для представления материальных предметов (модель дома перед его постройкой);

•        для объяснения известных фактов (модель Солнечной системы на уроке астрономии);

•        для проверки гипотез и получения новых знаний об исследуемых объектах (модель броненосца на устойчивость в воде и другие признаки);

•        для прогнозирования (сделанные из космоса фотоснимки движения воздушных масс);

•        для управления (расписание движения транспортных средств) и так далее.

Вернёмся к информационным моделям и их разнообразию. Как говорилось ранее, информационная модель – это набор признаков, содержащий всю необходимую информацию об исследуемом объекте или процессе.

Информационные модели представляют объекты и процессы в образной или знаковой форме. Таким образом к видам информационных моделей по способу представления относятся: образные модели, знаковые модели и смешанные модели. Образные модели – это зрительные образы объектов, которые зафиксированы на каком-либо носителе. Примерами образных моделей являются рисунки в учебниках, фотографии, чертежи и так далее. Знаковые модели – это модели, которые представлены в виде текста, формул или программ на специальном языке программирования. К знаковым моделям относятся словесные описания, формулы в учебниках математики, физики и прочие. Смешанные модели – это модели, в которых одновременно используются образные и знаковые модели. Смешанные модели включают в себя таблицы, графики, диаграммы и так далее.

В заключении теоретической части урока подведём итоги.

Важно запомнить:

•        Моделирование – это построение моделей, предназначенных для изучения и исследования объектов, процессов или явлений.

•        Модель – это новый упрощённый объект, который отражает существенные особенности реального объекта.

•        Прототип, или оригинал, – это исходный объект.

•        От цели моделирования зависят требования к модели: какие именно признаки объекта-оригинала она должна включать в себя.

•        Информационная модель – это набор признаков, содержащий всю необходимую информацию об исследуемом объекте или процессе.

•        Виды информационных моделей по способу представления: образные, знаковые и смешанные модели.

Переходим к практической части нашего урока.

Задание:

1. Открыть текстовый документ «Кабинет.с1осх».

2. Создать план кабинета информатики с помощью операций

копирования, вставки, перемещения и поворота объектов.

3. Нарисовать план эвакуации, используя фигуры.

4. Сохранить файл под именем «Кабинет информатики».

Итак, откроем наш документ при помощи вкладки Файл, открыть. Указываем путь к рабочей папке, выбираем документ Кабинет и нажимаем открыть. Видим, что в документе находятся компьютерный стол с компьютером, компьютерный стул, парта и стул. Сначала создадим копии компьютерных столов с компьютерами и поставим их в необходимом порядке. При копировании будем использовать комбинацию клавиш Ctrl+C, а при вставке Ctrl+V. Итак, выделим необходимый объект, нажмём комбинацию клавиш Ctrl+C, затем комбинацию клавиш Ctrl+V. Перенесём объект на необходимое место. Для этого поднесём курсор к объекту, нажимаем левой клавишей мыши и переносим объект на нужное место. Таким же образом копируем и вставляем ещё три стола. Два из них ставим в ряд, а третий необходимо повернуть вправо на 90 градусов. Для этого выделяем объект и в появившейся вкладке формат выбираем функцию повернуть, далее в появившемся меню выбираем повернуть вправо на 90 градусов. Выделяем этот объект, делаем ещё три копии и также располагаем их в ряд. Таким же образом поступаем и с компьютерным стулом, партами и стульями. Осталось поставить компьютерный стол и стул для учителя. Для этого выделяем первый стол, копируем и в появившейся вкладке формат выбираем функцию повернуть, далее в появившемся меню выбираем повернуть вправо на 90 градусов. Таким же образом делаем и со стулом.

Теперь нам необходимо создать план эвакуации, то есть указать движение каждого учащегося и учителя к двери. Для начала изобразим дверь в виде небольшого прямоугольника. Выбираем вкладку Вставка, фигуры, прямоугольник. Во вкладке формат зададим необходимый контур и заливку, например, коричневый. Располагаем дверь на нужном месте.

Теперь при помощи фигуры линия и стрелка изобразим движение. Для этого на вкладке вставка выбираем Фигуры, линия. И изобразим движение учителя. В появившейся вкладке Формат выберем контур, цвет чёрной, далее ещё раз контур, штрих, пунктирный. Для увеличения толщины линии выбираем снова во вкладке формат, контур фигуры, толщина, полтора. Таким же образом рисуем пути движения учеников.

Сохраняем наш документ в своей рабочей папке при помощи вкладки файл, сохранить как. Указываем путь к своей рабочей папке, задаём имя Кабинет информатики и нажимаем кнопку сохранить.

Сегодня мы научились создавать графические модели, используя: функции копирования, вставки и поворота изображений.