Моделирование сложных систем
методическая разработка по информатике и икт (8 класс) на тему

Урок «Моделирование сложных систем»

Цели урока:

Образовательные:

• изучить понятие модели, моделирование.
• познакомится с ролью моделирования в практических исследованиях
• изучить типы моделей
• изучить понятие сложных систем

Воспитательная:

• формирование  самостоятельности и ответственности

Развивающая:

• развитие внимания и аналитического мышления

Тип урока: урок изучения нового материала

Формы работы: фронтальная и групповая

Метод работы: частично поисковый

Оборудование: интерактивная доска, 3 ноутбука, 3 мыши, система опроса interwrite, подносы, тарелки , ложки, вилки( вся посуда одноразовая),план школы, линейки, карточки питания

Ход урока

1. Организационный момент
2. Актуализация знаний

Здравствуйте, ребята. Сегодня я бы хотела начать с такого к вам вопроса: А опаздывали ли вы когда-нибудь на урок? [Да/нет]

А кто может вспомнить причины? Флипчарт Слайд 1

[Предлагают причины, среди возможных: проспал, задержали на предыдущем уроке, не успел переодеться с физкультуры, задержался в столовой. Все причины записываются на флипчарте]

 Задержался в столовой.. А какие вы видите пути решения этой проблемы? Что нужно сделать, чтобы вы вовремя успевали на урок после столовой?

[предлагают варианты. Они тоже записываются на флипчарте: быстрее обслуживать, больше кассиров поставить]

 Это всё хорошо, но вряд ли с этим поможет информатика. Но это не значит, что она бессильна в данной ситуации. Есть одно оружие в информатике, которое способно помочь в данной ситуации.

Флипчарт Слайд 2

 Что это? (глобус,  маятник, атом)

Каким бы общим словом вы все это назвали?  [модель]

3. Изучение нового материала Флипчарт Слайд 3 и 4

Модель- это новый объект, который отражает существенные с точки зрения цели моделирования признаки изучаемого предмета, процесса или явления.

Моделирование – метод познания, заключающийся в создании и исследование моделей.

Модели бывают материальными (когда признаки объекта можно скопировать, воспроизвести) и информационные (признаки оригинала можно описать на одном из языков представления информации- словесное описание, привести формулу или схему и т.д.) Основным языком информационного моделирования в науке является язык математики. Информационные модели, построенные с использованием математических понятий, называются математическими моделями. Например, при расчете высоты столба на местности, проще использовать знания о подобных треугольниках и, построив мат модель рассчитать высоту любого столба. А математические  модели, реализованные с помощью систем программирования, электронных таблиц и программных средств для моделирования, называются компьютерными математическими моделями.

Так давайте с помощью моделирования попытаемся найти ответ на вопрос: что же нужно сделать, чтобы не опаздывать из столовой на урок.

Наша столовая пример системы массового обслуживания. Поведение таких сложных систем элементы, которых могут вести себя случайным образом воспроизводят имитационные модели.

Имитационное моделирование – это искусственный эксперимент, при котором вместо проведения натурных испытаний опыты проводятся с помощью компьютерных моделей.

Сегодня темой нашего урока будет «Моделирование сложных систем»

4. Работа в группах

3 группы по 2,2 и 5 человека

1 группа. Экспериментаторы. 5 человек.

Задание:  1.  Смоделировать ситуацию в столовой. 1 человек –кассир,   2 – клиенты, 2 – «счетная комиссия» . Он засекает время обслуживания каждого клиента. Разыгрывается ситуация заказа в столовой полноценного обеда и в заказ в буфете. Моделирование осуществляется на примере 5 клиентов в каждой ситуации. Задача «счетной комиссии» внести данные в таблицу(Excel).

2.Вся группа рассчитывает, какое количество обедов и заказов в буфете могут быть выданы за перемену.

Отразить получившиеся результаты в столбчатой диаграммах:  1)Среднее время обслуживания клиента, заказавшего обед и Среднее время обслуживания клиента, сделавшего заказ в буфете

2) Количество человек, которые будут обслужены за перемену (15 минут) и Количество человек, которые будут обслужены за перемену (15 минут)

2 группа.Следопыты.  2 человека.

Оборудование: план школы, ноутбук.

Задание: Используя план школы , определить расстояние от столовой до кабинета 116(в котором мы находимся и который, пожалуй, один из ближайших к столовой) и до  420 (как наиболее удаленного). Занести результаты в таблицу и провести вычисления.

Найти самостоятельно используя ИК-технологии среднюю скорость ходьбы человека. Сколько потребуется времени для того, чтобы дойти из столовой в 116 и в 420 кабинет?

Дополнительные данные: длина одного лестничного пролета между этажами =

Отразить получившиеся результаты в столбчатой диаграмме. Время пути до 116 и 420 кабинетов.

 3 группа.Аналитики. 2 человека.

Работа с имитационной моделью системы массового обслуживания.

http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/e8fefcde-4906-4660-9342-d1b536be2a90/9_67.swf

Задание: Задавая различные параметры моделирования, подобрать путём эксперимента такие, что ни один из покупателей не уйдет не обслуженный и будет обслужено как можно больше человек. Занести данные эксперимента в таблицу.

Продемонстрировать наиболее эффективный план работы.

1. Представление итогов работы групп

Выступление 1 группы. Зафиксировать на доске среднее значение времени обслуживания

Выступление 2 группы. Зафиксировать значения времени до обоих кабинетов.

- Ребята, давайте рассчитаем, сколько времени вам остается на то, чтобы съесть свою порцию в 15-минутную перемену.

Выступление 3 группы. Давайте сравним получившиеся результаты первой и третей групп и третей, на сколько они близки друг другу? Чем вызвано расхождение в числах по вашему мнению?

Давайте проведем этот эксперимент дважды . Мы получили разные результаты. Кто может Объяснить?

Элемент случайности является главной отличительной чертой сложных систем, именно поэтому их очень трудно моделировать.

5. Подведение итогов. Рефлексия. Флипчарт Слайд 5

Итак, мы с вами смоделировали процесс приема пищи в столовой, но так и не решили наш вопрос: что нужно делать, чтобы не опаздывать?

Так давайте на него ответим, используя те данные, что получили в процессе моделирования. На какие параметры вы можете повлиять?

Записываю выводы на флипчарт.

Прекрасно, теперь вы можете попробовать смоделировать другие ситуации, из-за которых вы опаздываете и, сделав правильный вывод, избежать опоздания на урок.