Статья "Моделирование на уроках информатики."
статья по информатике и икт (9 класс) по теме

МОУ СОШ №7

Отчёт по теме самообразования

«Моделирование на уроках информатики»

Учитель информатики

Бобкова Л.А.

Г. Н.Новгород

2009 г.

Человечество в своей деятельности (научной, образовательной, технологической, художественной) постоянно создает и использует модели окружающего мира. Строгие правила построения моделей сформулировать невозможно, однако человечество накопило богатый опыт моделирования различных объектов и процессов.

Модели позволяют представить в наглядной форме объекты и процессы, недоступные для непосредственного восприятия (очень большие или очень маленькие объекты, очень быстрые или очень медленные процессы и др.). Наглядные модели часто используются в процессе обучения. В курсе географии первые представления о нашей планете Земля мы получаем, изучая ее модель — глобус, в курсе физики изучаем работу двигателя внутреннего сгорания по его модели, в химии при изучении строения вещества используем модели молекул и кристаллических решеток, в биологии изучаем строение человека по анатомическим муляжам и др.

Модели играют чрезвычайно важную роль в проектировании и создании различных технических устройств, машин и механизмов, зданий, электрических цепей и т. д. Без предварительного создания чертежа невозможно изготовить даже простую деталь, не говоря уже о сложном механизме.

В процессе проектирования зданий и сооружений кроме чертежей часто изготавливают макеты. В процессе разработки летательных аппаратов поведение их моделей в воздушных потоках исследуют в аэродинамической трубе.

Разработка электрической схемы обязательно предшествует созданию электрических цепей и так далее.

Развитие науки невозможно без создания  теоретических моделей (теорий, законов, гипотез и пр.), отражающих строение, свойства и поведение реальных объектов. Создание новых теоретических моделей иногда коренным образом меняет представление человечества об окружающем мире (гелиоцентрическая система мира Коперника, модель атома Резерфорда-Бора, модель расширяющейся Вселенной, модель генома человека и пр.). Адекватность теоретических моделей законам реального мира проверяется с помощью опытов и экспериментов.

Все художественное творчество фактически является процессом создания моделей. Например, такой литературный жанр, как басня, переносит реальные отношения между людьми на отношения между животными и фактически создает модели человеческих отношений. Более того, практически любое литературное произведение может рассматриваться как модель реальной человеческой жизни. Моделями, в художественной форме отражающими реальную действительность, являются также живописные полотна, скульптуры, театральные постановки и пр.

Моделирование — это метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей.

Каждый объект имеет большое количество различных свойств. В процессе построения модели выделяются: главные, наиболее существенные для проводимого исследования свойства. В процессе исследования аэродинамических качеств модели самолета в аэродинамической трубе важно, чтобы модель имела геометрическое подобие оригинала.  Неважен, например, ее цвет. При построении электрических схем — моделей электрических цепей — необходимо учитывать порядок подключения элементов цепи друг другу, но не важно их геометрическое расположение друг относительно друга и так далее.

Разные науки исследуют объекты и процессы под разными углами зрения и строят различные типы моделей.

Модель — это некий новый объект, который отражает существенные особенности изучаемого объекта, явления или процесса.

Никакая модель не может заменить сам объект. Но при решении конкретной задачи, когда нас интересуют определенные свойства изучаемого объекта, модель оказывается полезным, а подчас и единственным инструментом исследования.

Использование компьютера на уроках информатики позволяет широко использовать моделирование для создания и исследования моделей.

Существуют различные пути построения компьютерных моделей, в том числе:

•создание компьютерной модели в форме проекта на одном из языков программирования;

• построение компьютерной модели с использованием электронных таблиц или других приложений: систем компьютерного черчения, систем управления базами данных и т. д.

Я предлагаю рассмотреть изучение процесса моделирования с помощью среды электронных таблиц Ехсеl на уроках в 9 классах.

Изучение темы я предлагаю начать со знакомства с основными понятиями моделирования. Материал данных занятий лучше оформить в виде презентации. Выдержки из презентации приводятся ниже.

Признаки классификации моделей области использования

ЭТАПЫ РАЗРАБОТКИ И ИСЛЕДОВАНИЯ МОДЕЛЕЙ

Основные этапы моделирования

Для проверки знаний учащихся по классификации моделей можно провести самостоятельную работу на специальных бланках. Образец выполненной работы:

Следующий блок уроков заключается в организации учебной деятельности для формирования и развития исследовательских навыков учащихся и создание условий для освоения технологии моделирования в среде табличного процессора на примере решения задач из разных областей.

Чаще всего электронные таблицы используются в задачах для получения расчетных ведомостей, смет, справок, списков, т.е. в области делопроизводства.

Однако ЭТ могут оказаться полезными и для научных целей, С помощью электронных таблиц можно проводить вычислительные эксперименты. Я учащимся предложила провести вычислительный эксперимент, в котором необходимо было получить прогноз поведения исследуемой системы. В пруд запускают мальков рыб. Какое количество рыб будет в пруду в течение 10 лет при различном первоначальном количестве их запуска.

Результаты расчетов учащиеся получают в ходе экспериментов на компьютерах. Вот несколько таблиц с результатами таких расчетов:

Подведение результатов моделирования можно задать учащимся как домашнее задание.

В зависимости от направленности класса и уровня подготовки школьников можно рассмотреть моделирование одной из трех задач:

•  Исследование движения тела, брошенного под углом к горизонту.

•   Построение биоритмов человека.

•   Ремонт в квартире.

Моделирование на уроках информатики присутствует и на уроках в младших классах. В 5 классах мы рисует в среде графического редактора, печатаем небольшие сочинения в среде текстового редактора. Создавая творческие работы, мы создаём простейшие модели окружающего мира.

Программируя со старшеклассниками, я стараюсь подбирать задачи, которые использовали бы жизненный опыт учащихся, приводящий к созданию реальных моделей. Такое моделирование способствует развитию творческих навыков учащихся, даёт представление об уровне использования компьютера в решение реальных задач.