презентация "Моделирование"
презентация к уроку по информатике и икт (9 класс) по теме

Обобщающий урок по теме: «Моделирование и формализация»

Тема урока: Исследование различных моделей. Электронные таблицы.

Задачи урока:

-образовательные:

• практическое применение изученного материала;
• закрепление знания общих принципов работы табличного процессора MS Excel и умения составить таблицу для решения конкретной задачи;
• приобретение навыков в составлении таблиц разного типа, особенно имеющих профессиональную направленность;
• развитие умения выбрать наиболее оптимальную структуру таблицы, создать таблицу и оформить её;
• формирование представления о вычислениях в ЭТ как о наиболее важных в изучении информатики и широко применяемых на практике;

-развивающие:

• развитие навыков индивидуальной и групповой практической работы;
• развитие способности логически рассуждать, делать эвристические выводы;
• развитие умения применять знания для решения задач различного рода;

-воспитательные:

•            воспитание творческого подхода к работе, желание экспериментировать;
•           профессиональная ориентация и подготовка к трудовой деятельности.

Тип урока: обобщающий.

Форма проведения урока: беседа, работа в группах (парах), ролевая игра.

Оборудование урока:

- плакаты с примерами таблиц, диаграмм;

- плакаты со стихами, цитатами, крылатыми выражениями.

План урока:

1. Актуализация опорных знаний. Математические модели.

2. Разминка.

3. Работа в группах. Ролевая игра.

4. Подведение итогов урока.

5. Исторический экскурс «Информатика в лицах».

Ход урока:

1. Актуализация опорных знаний. Математические модели.

Учитель. Изучая табличный редактор MS Excel, мы составляли много различных таблиц.

На плакатах демонстрируются примеры различных таблиц, в том числе таблица, полученная на предыдущем уроке по результатам эксперимента по изучению свободного падения стального шарика, и построенный по ней график.

- Давайте, перечислим области деятельности человека, к которым их можно отнести. (Наука, производство, бухгалтерия, торговля.) Области применения электронных таблиц весьма разнообразны, без этих таблиц не может обойтись практически ни один современный специалист.

Составляя вычислительные таблицы и диаграммы, мы строили соответствующие модели реальных объектов и процессов.

Вспомните: что такое модель?

Какие модели вы знаете? Приведите примеры.

Демонстрируется схема:

- Зачем человеку столько моделей?

О моделях американский поэт Генри Лонгфелло даже сочинил стихи (демонстрируется плакат):

…Решил модель соорудить,

Во всём подобную натуре, -

…

И на модели без труда

Любой вопрос решить всегда.

Какие модели мы строили, изучая на прошлом уроке падение стального шарика? (Табличную, графическую.)

А формула - модель? Соответствует ли формула определению модели? (Да.) Может формула заменить изучение реального объекта или процесса? (Да.) Зная формулу закона свободного падения, можно было не проводить реальный эксперимент с настоящим телом? (Да.)

Формула - модель реального объекта или процесса. Какая это модель? (Математическая - добавляем в схему.)

Начиная с первого класса, изучение реальных объектов и процессов вы заменяли математическими формулами.

На плакате демонстрируются примеры математических моделей из физики, химии, математики:

S = V*t                                         5-2=3

     S = V*t+                   

F =m*g                                    

F = G*                 2+1=3

N =

- Какие реальные объекты и процессы описывают эти формулы? (Равномерное движение, равноускоренное движение, силу тяжести, закон всемирного тяготения, закон взаимодействия заряженных электрических частиц, закон радиоактивного распада, химическое уравнение.)

В чём удобство использования формулы, неравенства, уравнения?

Главная задача математики - описать окружающий нас мир математическими средствами.

Не зря говорят, что «»математика - царица наук». (Учитель обращает внимание ребят на соответствующий плакат на стене.)

Сухой, на первый взгляд, язык математики описывает великое разнообразие нашего мира, природы, человеческого общества.

Великий датский физик Нильс Бор говорил: «Тот, у кого не хватает воображения на математику, становится поэтом». (Плакат на стене.) Философ и филолог А.Ф. Лосев писал о любви к геометрии: «Когда я понял, что сумма углов треугольника равняется двум прямым углам, я почувствовал в этом нечто своё, личное, бесконечно родное, чего уже никто у меня не отнимет. И среди многочисленных волнений жизни мысли я нашёл в этом приют. Геометрия, если я её изучил  и понял, - моя родная и близкая, всегда ласковая и всегда приютная наука». (Плакат на стене.)

Анализировать математические модели проще и быстрее, чем экспериментально определять поведение реального объекта. Кроме того, анализ математической модели позволяет выделить наиболее существенные свойства данного объекта (процесса), на которые надо обратить особое внимание при принятии решений. Искусство составления моделей заключается в том, чтобы, не переусложнив модель, учесть в неё все существенное  и отбросить второстепенное. Если построенная модель даёт удовлетворительные результаты при решении жизненных задач, то говорят, что модель адекватна рассматриваемому объекту.

ЭВМ широко используется для создания прикладных математических моделей. Использование компьютеров стало неотъемлемой стороной работы людей многих профессий (расчёт траектории движущихся тел, взлёт и полёт самолёта или ракеты, движение небесных тел, моделирование случайных процессов в системах массового обслуживания, моделирование возникновения и распространения инфекций и эпидемий и т.д.). В 60-е гг. 20 века, когда вычислительная техника развивалась гигантскими шагами, поэт Борис Слуцкий тонко заметил:

Что-то физики в почёте,

Что-то лирики в загоне.

Дело не в сухом расчёте,

Дело в мировом законе.

2. Разминка.

- Сегодня на уроке мы попробуем использовать электронные таблицы с их мощным вычислительным потенциалом для решения реальных задач.

В игровой форме проводится проверка знаний принципов работы табличного процессора, правил записи содержимого ячеек, эффектов оформления и т.д.: на схеме «Окно Excel» ученик выбирает ячейку из диапазона A1:D4 и отвечает на скрытый в ячейке вопрос.

Вопросы разминки:

1. Каково главное назначение ЭТ?

2. Что такое табличный редактор? Приведите примеры табличных редакторов.

3. В электронной таблице выделена группа (блок) ячеек A1:B3. Сколько ячеек входит в диапазон?

4. Что будет результатом вычислений в ячейке C1?

5. Что является основным элементом ЭТ?

6. Найдите ошибку в содержимом одной из ячеек.

7. Какие вы знаете правила записи формул В ЭТ?

8. Для чего предназначена экспоненциальная форма записи чисел в ЭТ? Почему она называется «запись числа с плавающей запятой»?

9. Что такое относительный адрес (ссылка)?

10. Что такое абсолютный адрес (ссылка)?

11. Надо набирать формулы в каждой из ячеек B3 и B4 или можно занести их в эти ячейки как-то быстрее?

12. Какие значения будут получены в ячейках B2 и B4?

13. Какие значения будут получены в ячейках B3 и B4, если в эти ячейки скопировать содержимое ячеек A3 и A4 соответственно?

14. Как число 2,11236 округлить в ячейке ЭТ до сотых? До какого числа округляется данное число, если оно определяет целое число предметов?

15. Какой вид примет содержащая абсолютную и относительную ссылки формула, записанная в ячейке С1, после её копирования в ячейку С2?

16. Какой результат будет вычислен в ячейке С2 после копирования в неё из ячейки С1 формулы, которая содержит абсолютную и относительную ссылки?

Если ученик не отвечает на выпавший ему вопрос или отвечает неполно, другие ребята могут дополнить его ответ.

3. Работа в группах. Ролевая игра.

Учащиеся делятся на 4 группы по 3-4 человека. Каждая группа будет представлять одну из фирм: «Райский сад», «Русский дом», «РЦК ЖКХ», «СуперБух». Группам раздаются таблички с названиями, карточки с заданиями (запрос клиента), другие необходимые материалы и выделяются по одному компьютеру. Фирмы вводят информацию в подготовленные таблицы и распечатывают результат (чек для оплаты в кассу; чек может быть красиво и эффективно оформлен; в роли кассира выступает учитель). В группах выбирается старший - директор фирмы, который руководит работой группы и должен организовать её  так, чтобы каждый участник выполнял свою задачу: один работал на компьютере с ЭТ (оператор ЭВМ), второй готовил отчёт о работе группы (секретарь), третий проверял правильность математических расчётов (бухгалтер). Помимо основного задания для каждой группы определено дополнительное задание повышенной сложности.

Если работа над задачей вызовет затруднения, группы могут воспользоваться помощью учителя.

Ролевая игра проходит в течении 15 минут. Затем в течении 5 минут группы рассказывают о своей работе (защита проектов) - представляют свою ЭТ, описывают трудности в работе, осуществляют самооценку.

Материал для ролевой игры.

Фирма «Райский сад» помогает клиенту рассчитать, сколько упаковок семян и удобрений нужно для его садово-огородного участка (площадь участка известна) и сколько будут стоить эти семена и удобрения (дополнительное задание).

Для формирования таблиц используются данные с реальных этикеток семян и удобрений. Каждый вид расфасован в тару определённой ёмкости, имеет свою цену и расход при использовании. Например:

Клиент указывает только метраж участков для посева: количество соток (10м*10м), например: картофель - 4 сотки, томаты - 2 сотки, розы - 0,5 сотки, огурцы - 1 сотка. Фирма организует расчёт количества материалов и их стоимости и распечатывает клиенту чек с указанием названия, количества и стоимости всех материалов.

Фирма «Русский дом» помогает клиенту рассчитать расход краски для пола, стен ,потолка, а также расход обоев (дополнительное задание). Клиенту нужно только назвать метраж помещения (высоту, ширину, длину комнат) и выбранный товар. Для формирования таблиц используются данные с реальных этикеток лакокрасочных материалов. Фирма организует расчёт количества материалов и их стоимости и распечатывает клиенту чек с указанием названия, количества и стоимости всех материалов.

Фирма «РКЦ ЖКХ» («Расчётно-кассовый центр жилищно-коммунального хозяйства») помогает клиентам полностью автоматизировано рассчитать квартплату с учётом всех услуг и тарифов, предоставляемых различными коммунальными службами. Клиент называет только метраж  квартиры и количество прописанных в ней жильцов, например:

 Опанащук О. Б., 14-59-81; 91,3 кв.м.,4 чел.

 Фирма организует расчёт квартплаты с учётом всех услуг и распечатывает клиенту чек с указанием фамилии, адреса, стоимости всех услуг. Дополнительное задание: при расчёте квартплаты учесть наличие льгот у некоторых жильцов.

Фирма «СуперБух» («Супербухгалтерия») рассчитывает заработную плату клиента, исходя из его нагрузки (ставки), доплат, выплат налогов, с учётом районного коэффициента и северной надбавки и т.д. В распоряжении фирмы все тарифы на оплату труда с учетом районного коэффициента и северной надбавки, всех налогов. Например:

Заработная плата работников бюджетной сферы исчисляется на основе Единой тарифной сетки, утверждённой Правительством РФ:

 Начисленная зарплата с районным коэффициентом 70% = (Ставка первого разряда * Тарифный коэффициент соответствующего разряда * Количество ставок + Величина доплат) * 1.7 (районный коэффициент).

Подоходный налог = (Начисленная зарплата с районным коэффициентом - Минимальная зарплата * Количество льгот по подоходному налогу) * 0.13.

Удержания в пенсионный фонд = Начисленная зарплата с районным коэффициентом * 0.01 (1%).

Зарплата на руки = Начисленная зарплата с районным коэффициентом - Подоходный налог - Удержания в пенсионный фонд.

Клиент указывает только фамилию, должность, разряд, количество ставок, процент доплат и количество льгот по подоходному налогу. Например:

Федоров А.В., терапевт, 10-й разряд, работает на 1,25 ставки, имеет доплаты 15%, 1 льгота по подоходному налогу.

Фирма организует расчёт зарплаты и распечатывает клиенту чек с указанием фамилии, всех данных и зарплаты.

Дополнительное задание: если Зарплата на руки меньше Прожиточного минимума, то организовать Доплаты из социальных фондов = Прожиточный минимум - Зарплата на руки.

4. Подведение итогов урока. Выставление оценок.

- Устали? Не зря математику называют гимнастикой ума. «Знание только тогда знание, когда оно приобретено усилиями своей мысли, а не памятью», - писал Л.Н. Толстой. (Плакат на доске.)

Демонстрируются плакаты со стихами:

Продолжается век,

И другой приближается век,

По кремнистым ступеням

Взбираясь к опасным вершинам…

Никогда, никогда, никогда

Не отдаст человек

Своего превосходства

Умнейшим машинам.

Кто вздумал отдохнуть, пройдя лишь полдороги, -

Ему ли одолеть подъём?

Жить - значит жечь себя огнём

Борьбы, исканий и тревоги.

Что виделось вчера как цель глазам твоим -

Для завтрашнего дня оковы;

Мысль - только пища мыслей новых,

Но голод их неутолим.

5. Исторический экскурс «Информатика в лицах».

- Историю человечества и историю науки создают прежде всего люди, великие учёные.

Блез Паскаль (1623-1662) - французский философ, математик, физик 17 в. Его мать умерла, когда Блезу было два с половиной года. Паскаль - ребёнок представлял собой яркий и редко встречающийся пример ранней гениальности. Блез научился читать и писать в 4 года, был не по возрасту умён и рассудителен, обладал феноменальной памятью. В 10 лет Паскаль создал «Трактат о звуках». В 13 лет подросток стал полноправным членом научного кружка. В 16 лет он пишет математический трактат «Опыт теории конических сечений» (1639). Одна из теорем, приведённых в этом сочинении под названием «Теорема Паскаля», до сих пор остаётся в числе основных теорем проективной геометрии. В 18 лет Паскаль начинает работать над созданием машины, с помощью которой даже человек, незнакомый с правилами арифметики, мог производить её 4 действия. За 12 лет Паскаль сделал около 50 различных моделей: деревянные, из слоновой кости, из эбенового дерева, из меди. Он скончался в Париже в возрасте 39 лет - великий человек, которому природа дала всё, кроме физического здоровья.

Леди Ада Августа Лавлейс (1815-1842) - дочь поэта Джорджа Байрона, по праву считается первым программистом. Её именем назван язык программирования Ада. Именно она написала множество программ для вычислительных машин Ч. Бэббиджа, причём надо отметить, что некоторые из предложенных ею терминов и определений фигурируют даже в современных учебниках по программированию: цикл, рабочая ячейка, принцип программного управления, система для ускорения расчётов, использование перфокарт для ввода и вывода информации. При этом Ада Лавлейс была  очаровательной женщиной, прекрасно музицировала, увлекалась литературой, сочиняла стихи.

Андрей Петрович Ершов (1931-1988) - выдающийся программист и математик, лидер советского программирования. Его блестящие идеи заложили основу для развития В России таких научных направлений, как параллельное программирование и искусственный интеллект. Более 20 лет тому назад он начал эксперименты по преподаванию программирования в средней школе, которые привели к введению курса информатики и вычислительной техники в средние школы страны и обогатили нас тезисом «Программирование - вторая грамотность». Андрей Петрович был не только талантливым учёным, учителем и борцом за свои идеи, но и выдающейся, разносторонне одарённой личностью. Он писал стихи, переводил на русский язык стихи Р. Киплинга и других английских поэтов, прекрасно играл на гитаре и пел.

(Демонстрируется плакат: «Уметь дать направление - признак гениальности». Ф. Ницше.)

- В дальнейшем мы продолжим изучение математических моделей.На плакате демонстрируется таблица, рассматривавшаяся на предыдущем уроке:

-- В данной задаче невозможно экспериментировать со здоровьем людей. Используя результаты исследований, табличные процессоры могут построить особую модель - регрессионную. Т.о. решаются многие задачи планирования, прогнозирования, оптимизации.

- Спасибо вам всем за хорошую работу.