Моделирование биологических процессов
план-конспект урока (информатика и икт, 10 класс) по теме

Моделирование биологических процессов

Цель занятия: сформировать и развить исследовательские навыки учащихся

Задача занятия: на основе анализа индивидуальных биоритмов прогнозировать неблагоприятные дни, выбрать благоприятные дни для разного рода деятельности.

Этапы занятия

1. Целеполагание
2. Разработка модели
3. Компьютерный эксперимент
4. Анализ результатов моделирования

Ход занятия:

Я научилась просто, мудро жить,
Смотреть на небо и молиться богу,
И долго перед вечером бродить, 
Чтоб утомить ненужную тревогу. 

Ребята, а вы когда-нибудь задумывались над тем, почему наша жизнь как зебра: сегодня нам все удается, а через неделю элементарная задача кажется очень трудной; сегодня, несмотря на пасмурный день, настроение отличное, а через 3 дня нас раздражает все вокруг.

1. Как вы думаете, что оказывает влияние на подъемы и спады в самочувствии человека? (Влияние факторов внешней среды – Солнца, Луны и земного притяжения.) 
2. Может, кто-нибудь знает, как называется чередование подъема и спада жизненных сил человека? (Биоритм.) 
3. Можно ли прогнозировать благоприятные дни и предупреждать о неблагоприятных? (Можно.) 

– Верно. Оказывается, можно не только прогнозировать, но при желании и улучшить нормальное протекание жизни.

Итак, исходя из всего вышесказанного, какова же цель урока?
(Составлять свои биоритмы.)
Верно, только наша тема связана с моделями и компьютером. Значит, цель нашего урока какая? (Создание модели, позволяющей рассчитывать биоритмы человека.)

Я предлагаю вам оценить свои возможности на сегодня. (нарисовать рот смайлику на карточке)

Вы оценили свои возможности, полагаясь на свое самочувствие в данный момент времени. А по окончании нашего занятия мы оценим их, исследовав компьютерную модель. И ответим на вопрос “Соответствует ли ваша оценка исследованиям ученых?”.

Существует гипотеза, что жизнь человека подчиняется трем циклическим процессам, называемым биоритмами.

Они описывают три стороны самочувствия человека: физическую, эмоциональную и интеллектуальную  однако сами по себе не являются ни причиной, ни следствием каких-то событий. Характеризуют подъемы и спады нашего состояния. 

Физический биоритм характеризует жизненные силы человека (периодичность – 23 дня)

Эмоциональный биоритм характеризует внутренний настрой человека (периодичность – 28 дней)

Интеллектуальный биоритм характеризует мыслительные способности человека (периодичность – 33 дня)

Какие функции имеют период? (тригонометрические).

Графически биоритмы человека представлены в виде синусоиды

Каждый из трех биоритмов начинается в день рождения и продолжается всю жизнь. Исследования ученых подтверждают связь между фазой биоритма и поведением человека. Знания о текущем состоянии биологического ритма дает человеку возможность корректировать свое поведение.

ВАЖНО! Не стоит преувеличивать значение биоритмов: они не указывают прямо на то, что в определенное время вы попадете в автокатастрофу или выиграете в лотерею. Нет. Но, на расчетную дату Вы получаете представление о физическом потенциале, эмоциональном состоянии и интеллектуальных способностей. Ну а то, как Вы используете эти сведения — дело персонального выбора.

Считается, что «взлетам» графика соответствуют более благоприятные дни. Дни, в которые график переходит через ось абсцисс, считаются критическими.

В течение первой половины физического цикла человек энергичен и достигает лучших результатов в своей деятельности; во второй половине цикла энергичность уступает лености.

В первой половине эмоционального цикла человек весел, агрессивен, переоценивает свои возможности, во второй половине - раздражителен, легко возбудим.

Первая половина интеллектуального цикла характеризуется творческой активностью, человеку сопутствуют удача и успех; во второй половине происходит творческий спад.

Указанные циклы можно описать следующими выражениями

1. Физический                =Sin(2*π*x/23)
2. Эмоциональный         =Sin(2*π*x/28)
3. Интеллектуальный         =Sin(2*π*x/33)

в которых переменная х – количество прожитых человеком дней (кто из вас знает, как с помощью встроенных в Excel функций определить, сколько дней прожил конкретный человек?)

За точку отсчета всех трех биоритмов берется день рождения человека.

Мы сегодня построим модель своих биоритмов, начиная с сегодняшнего дня на месяц вперед. Спрогнозируем неблагоприятные дни и выберем благоприятные для разного рода деятельности.

А сейчас я предлагаю вам сесть за компьютеры и разработать компьютерную модель процесса (на каждом компьютере в панель задач свернут файл Расчет биоритмов.xls, разверните его, пожалуйста, во весь экран).

Итак,

1. что берется за точку отсчета всех биоритмов? (дата рождения) Введите ее в ячейку В4 в формате даты.
2. Какой период жизни исследуется? (30 дней)
3. Какое состояние будем исследовать? (физическое, эмоциональное и интеллектуальное)

Рассчитайте, используя автозаполнение, значения ваших биоритмов в каждый из 30 дней, начиная с сегодняшнего.

Сейчас мы приступим к выполнению «Компьютерного эксперимента», где и протестируем нашу компьютерную модель, построив общую диаграмму – график для трех биоритмов. (образец на экране)

Давайте произведем исследование нашей модели.

Какие точки графика соответствуют благоприятным дням?

Какие неблагоприятным?

Оформите результаты своего исследования в виде таблицы. (у каждого уч-ся на столе лежит таблица для оформления)

Проанализировав графики ваших биоритмов, заполните в карточках «Возможности» строку Исследования.

А теперь посмотрите на смайлики и сделайте вывод, ответив на вопрос “Соответствует ли ваша оценка исследованиям ученых?”.

Работа в парах: (объединиться в пары по желанию)

Определить совместимость двух друзей. Когда у двух людей совпадают или очень близки графики по одному, двум или даже трем биоритмам, то можно предположить довольно высокую совместимость этих людей.

Постройте модель биоритмов своего одноклассника и сделайте вывод о физической, эмоциональной и интеллектуальной совместимости, заполнив таблицу.

Каждый из вас получит распечатку своих биоритмов на ближайшие 30 дней, которые я передам вашему преподавателю.

«Кто предупрежден, тот вооружен» — так гласит римская пословица. Расчет биоритмов «вооружает» вас знаниями о вашем физическом эмоциональном и интеллектуальном состоянии. Используйте их для планирования своей жизненной активности и получайте максимальные результаты в любых фазах биоритмов.

Рефлексия: Кому понравилось сегодняшнее занятие, положите в коробку красного смайлика, кому нет желтого.

Спасибо всем за работу. Очень приятно было с вами общаться.

Задание для самостоятельной работы.

«Совместимость людей по биоритмам».

Рекомендации по построению компьютерной модели:

1. Выделите ранее рассчитанные столбцы своих биоритмов (B8:D38), скопировать их и в ячейку Е8 вставить, используя команду Правка→Специальная вставка→Значения
2. Ввести в ячейку В4 дату рождения друга. Автоматически будут рассчитаны биоритмы друга, а ваши сохранятся в диапазоне E8:G38
3. Заполните таблицу суммарных биоритмов, используя      автозаполнение
4. По диапазону H8:К38 построить график и разместить его на листе «Суммарные биоритмы»

Максимальные значения по оси Y на графике указывают на степень совместимости: если размер по Y превышает 1,5, то вы с другом в хорошем контакте. Если 0, то лучше не контактировать.

Результаты анализа модели

Анализ результатов моделирования

Анализ учебного занятия.

Тема моего занятия «Моделирование биологических процессов в среде табличного процессора»

Цель занятия: Создать условия для развития мотивации учащихся.

Способствовать формированию и развитию исследовательских навыков учащихся.

Создать условия, при которых ученик сможет задуматься об изучении модели биоритмов для планирования своей деятельности.

Создать условия, способствующие развитию ключевых компетенций учащихся: информационных, познавательных, исследовательских, коммуникативных.

Образовательные задачи урока:

1. Актуализировать знания о технологии обработки числовых данных на компьютере.
2. Разъяснить, как применить знания, умения и навыки, полученные в результате изучения темы  для решения задачи о биоритмах.
3. И как, используя информационную модель биоритмов, созданную в электронных таблицах, прогнозировать благоприятные и неблагоприятные дни для разного рода деятельности.

Развивающие задачи урока:

1. Продолжить развитие представлений об электронных таблицах как инструменте для решения задач из разных сфер человеческой деятельности.
2. Развитие умения анализировать результаты расчетов и устанавливать причинно-следственные связи, позволяющие прогнозировать благоприятные и неблагоприятные дни для разного рода деятельности.
3. Развитие познавательного интереса к предмету, творческой активности учащихся.

Воспитательные задачи урока:

1. Воспитание культуры научного труда посредством обучения созданию информационной модели биоритмов, усвоения научной информации.
2. Воспитание информационной культуры.
3. Формирование мировоззренческих представлений о познаваемости явлений и процессов, протекающих в живых организмах.

Проблема, над которой я работаю: «Метод проектов как технология развития ключевых компетенций».

Моя «изюминка» - «Метод комплексных мобильных социальнозначимых мини-проектов».

На сегодняшнем занятии я вам показала создание мини-проекта «Модель моих биоритмов», часть основного межпредметного проекта «Познай себя!». Социальными партнерами этого проекта являются: психолог школы, классный руководитель, биолог, учитель физической культуры, медицинский работник школы и учитель информатики.

С психологом уч-ся создают мини-проект «Оцени свой характер» (основополагающий вопрос «Знаю ли я свой характер?».

С биологом – «Я и мой организм». (Знаешь ли ты особенности своего организма?»

С учителем физкультуры – «Здоровье ничем не заменишь!» (Какие упражнения для тебя подходят?)

Классный руководитель – «Здоровье губить, жизнь укоротить» (Как избавиться от плохих привычек?)

Можно добавлять еще мини-проекты.

На занятии я использовала методы и приемы:

1. словесный – рассказ с элементами беседы (для формирования теоретических и фактических знаний)
2. наглядный – иллюстрации, демонстрации (для развития наблюдательности, повышения внимания к изучаемым вопросам, развития познавательной активности)
3. репродуктивный (для запоминания материала)
4. установление межпредметных связей (для развития вариативности мышления и умений применять ранее полученные знания в новой ситуации)
5. метод стимулирования интереса к учению (создание ситуаций занимательности, создание проблемной ситуации, создание эмоционально-нравственных переживаний)

Материал, использованный на занятии оптимален по объему и базируется на уже имеющихся знаниях учащихся.

Занятие состояло из 4 этапов:

1. Постановка задачи
2. Разработка модели
3. Компьютерный эксперимент
4. Анализ результатов моделирования

На 1 этапе я показала, что задача, поставленная перед учениками, связана с жизнедеятельностью человека. Показала связь информатики, математики и биологии (как при помощи математических расчетов на компьютере можно исследовать биологические процессы человека).

На втором этапе мы закрепили полученные знания при изучении Excel и разработали информационную и компьютерную модель.

На третьем этапе «компьютерный эксперимент» провели тестирование модели и исследовали показания биоритмов (благоприятные и неблагоприятные дни для разного рода деятельности).

На 4 этапе проанализировали результаты и ответили на вопрос: Соответствуют ли мои ощущения исследованиям ученых?

Считаю, что время занятия распределено рационально по этапам.

«Связки» между этапами логичны.

1 и 2 этапы настраивали уч-ся на работу на уроке через повышение интереса к предмету и уровня мотивации.

В ходе занятия поддерживался хороший эмоциональный фон класса. Уч-ся проявляли внимание и интерес на всех этапах занятия. Содержание и организация занятия способствовали общему развитию личности школьника.

В ходе занятия цели и задачи, поставленные мной, были реализованы.

Оцените свои возможности