Конспект урока по теме "Моделирование экологических ситуаций"
план-конспект урока по информатике и икт (9 класс) на тему

Тема урока: Моделирование экологических ситуаций.

Цели урока: воспитательные – воспитание экологического самосознания, бережного отношения к природе.

развивающие – развитие исследовательских навыков учащихся, логического  мышления, внимания;

 образовательные – помочь учащимся научиться использовать табличный процессор для решения экологических задач; повторить приемы создания электронных таблиц, работу с форму с формулами, построение диаграмм.

1 этап Мотивационный

1) Сообщение темы урока.

Тема урока сегодня – «Моделирование экологических ситуаций»

2)Вступительная беседа.

Посмотрите на эти фотографии. Как прекрасна и удивительна наша природа: леса, луга, реки, озера, небо, солнце, животные, птицы.

Слайды (Фото природы)

 Прекрасно сказал писатель Константин Георгиевич Паустовский: «И если мне хочется иногда жить до ста двадцати лет, то только потому, что мало одной жизни, чтобы испытать до конца все очарование и исцеляющую силу нашей русской природы…»

Человек часто потребительски относится  к природным богатствам. Об этом следующий видеосюжет.

(Видеосюжет о бережном отношении к лесу.)

3) Сообщение  целей  урока.

Экология Брянской области. Тема в данный момент актуальная. Поэтому тема урока сегодня –   «Решение  экологических задач».

Сегодня на уроке я хочу вас научить использовать табличный процессор  для решения экологических задач, вы совершенствуете свои навыки по теме «Электронные таблицы», будете работать с формулами, строить диаграммы.

4) Самоцелеполагание учащихся.

Предлагаю сформулировать вам индивидуальные цели урока.

Учащиеся формулируют цели.

5) Актуализация.

Повторим теоретические сведения, необходимые для изучения темы.

1. Перечислите объекты электронной таблицы.

2. Что такое диаграмма в электронных таблицах?

3. Из каких элементарных объектов состоит любая диаграмма?

4. Назовите параметры, характеризующие любую диаграмму.

5. Назовите типы данных, используемых в табличном процессоре.

6. Каково правило записи формул и что может включать в себя формула?

7. Какие существуют типы ссылок? (Относительные и абсолютные.)

8. Что такое относительная и абсолютная ссылка?

6) Компьютерная проверка знаний.

Для проверки своих знаний по теме «Электронные таблицы» выполните компьютерный тест.

Ученики работают с тестом.

2 этап Операционально-познавательный

У американского писателя-фантаста Рея Брэдбери есть рассказ «И грянул гром». В нем повествуется о фирме, организующей путешествия на 60 миллионов лет в прошлое. Все посетители прошлого должны передвигаться только по специально проложенной тропе, ибо один неосторожный шаг уже способен нарушить последующую Историю. Устами одного из служащих фирмы это описано так:

«Допустим, мы случайно убили здесь мышь. Это значит, что всех будущих потомков этой мыши не будет... Вы уничтожите не одну, а миллион мышей... А как с лисами, для питания которых нужны были именно эти мыши? Не хватит десяти мышей — умрет одна лиса. Десятью лисами меньше — подохнет от голода лев... И вот итог: через 59 миллионов лет пещерный человек, один из дюжины, населяющей весь мир, выходит на охоту за кабаном или саблезубым тигром. Но вы, раздавив одну мышь, раздавили всех тигров в этих местах. И пещерный человек умирает от голода... Это смерть миллиарда его потомков. Может быть, Рим не появится на своих семи холмах...»

Напрасно один из героев рассказа умолял вернуть его на 60 миллионов лет назад, чтобы оживить случайно раздавленную им бабочку. Он оказался уже совсем в иной Истории и погиб.

Это, конечно, всего лишь фантастика, сказка, смоделированная автором ситуация.

- Какой в ней содержится намек нам?

 - Мы должны быть осторожны в нашем общении с природой.

Как часто наши решения оказываются непродуманными: то вдруг решают уничтожить всех волков, якобы приносящих только вред, то заселяют весь материк кроликами (так случилось в Австралии) и потом не знали, как от них избавиться. Каждый раз хочется вернуться в тот роковой миг и сделать более правильный, как нам кажется, шаг. Но это, увы, невозможно — нет такой машины времени, которая вернула бы  в прошлое.

Есть, однако, «машина времени», позволяющая заглянуть в будущее, проанализировать, смоделировать процесс, ситуацию, — это наука.

 Вычислительная техника открыла широкие возможности для изучения процессов, происходящих в природе и обществе.

Многие объекты и процессы можно описать математическими формулами, сделать расчеты на компьютере и получить выводы.

Среди задач, моделируемых на компьютере, особое место занимают экологические. Круг их очень велик. С одной стороны – это задачи на развитие биологических видов в природной среде, с другой – исследование влияния деятельности человека на природу.

 Моделирование в экологической сфере позволяет определять численность особей той  или иной популяции, предсказывать влияние угрожающих  развитию популяции факторов, управлять численностью отдельных видов.

Задача.

          Экологи собираются восстановить исчезающий вид рыб в определённой  водной экосистеме. Прежде, чем запускать мальков в водоем, решили провести расчеты. Составить компьютерную модель процесса изменения количества рыб  в водоеме в течение 10 лет и провести исследование изменения численности рыб в зависимости от их начального количества. Коэффициент прироста k=1, коэффициент смертности q=0,001, начальное количество рыб N0=100, 1000, 1500, 2000.

1. Постановка задачи.

Дано:

коэффициент прироста k=1

коэффициент смертности q=0,001

начальное количество рыб N0=100, 1000, 1500, 2000

Найти: N.

2. Разработка модели.

Прирост числа какого-либо вида живых организмов за счет рождаемости прямо пропорционален их количеству, а убыль за счет смертности прямо  пропорциональна квадрату их количества. Этот закон известен под названием закона Мальтуса.

Экспериментально установлено, что при разведении рыб в некоторых условиях (наличие корма, состояния водоема, температура и т.п.) значения указанных коэффициентов составляют k=1, q=0,001. Если первоначально в водоем было запущено N0 рыб, то через год количество рыб будет таким:

N1=N0+(k⋅N0-q⋅N02),

через два года: 

N2=N1+(k⋅N1-q⋅N12) и т.д.

 Можно записать общую формулу:

Nn+1=Nn+(k⋅Nn-q⋅Nn2), n=1,2,...

Эта формула является математической моделью процесса размножения рыб в водоеме.

3. Компьютерный эксперимент.

Заполним электронную таблицу для проведения по этой формуле расчета рыбного «поголовья» в водоёме в течение нескольких лет.

4.Анализ результатов моделирования.

Какие выводы можно сделать из полученных результатов?

(Учащиеся делают выводы.)

Да, действительно результаты получены удивительные. Подобные эксперименты на компьютере можно проводить для прогноза численности того или иного вида животных. А это сейчас важно, так как сотни видов животных, птиц находятся на грани исчезновения.

Для наглядного изображения числовой информации используются средства деловой графики – диаграммы. Диаграммы могут быть различных типов. Для каждого набора данных важно правильно подобрать тип создаваемой диаграммы.

Подробнее о выборе типа диаграммы расскажет …

Сейчас вы с помощью мастера диаграмм будете  обрабатывать данные, которые заставляют задуматься.

Задание 1

 Дана таблица «Загрязнение территории Земли радионуклидами  в результате аварий на атомных станциях и предприятиях»

По исходной таблице постройте диаграмму, сделайте вывод.

Атомная авария на Чернобыльской АЭС отнесена к глобальной техногенной катастрофе. Масштабы Чернобыльской катастрофы поражают воображение. Во внешнюю среду было выброшено около 50 млн. Кюри активности. Учёными подсчитано, что только по цезию-137 выброс равнялся трёмстам Хиросимам.

Чернобыльская катастрофа наглядно продемонстрировала низкий уровень экологической культуры.

У одних людей появляется  панический страх при  слове «радиация». Это приводит к постоянным стрессам и разрушает здоровье. А  другие –   полностью безразличны,  не желают попытаться как-то уменьшить вредные воздействия последствий Чернобыльской катастрофы, употребляют в пищу грибы,  лесные ягоды. Не соблюдают правила гигиены для того, чтобы предотвратить попадание радионуклидов в организм.

Наши ученики 10в класса под руководством Жуковой Натальи Петровны, участвуя в региональном конкурсе на лучший проект учащихся на тему «Чернобыльская трагедия. 20 лет спустя», создали сайт о влиянии последствий Чернобыльской аварии на щитовидную железу.

(Демонстрация сайта.)

Предлагаю построить диаграмму для сравнения содержание йода в продуктах питания.

Задание 2.

Содержание йода в продуктах питания

Учащиеся делают выводы.

В каких продуктах содержится наибольшее количество йода?

(В морепродуктах?)

При недостаточном потреблении йода развиваются
йоддефицитные заболевания щитовидной железы, и то, что  мы находимся в зоне радиоактивного заражения, также неблагоприятно влияет  на щитовидную железу.

Задание 3. Построить график потребления йодированной соли населением Брянской области в 1998 - 2003 годы.

Выводы.

(Последнее время снизилось потребление йодирование соли.)

Употребление йодирование соли является наиболее эффективным методом профилактики йодного дефицита.

Откройте сайт и прочитайте рекомендации врача эндокринолога.

3 этап Рефлексивно-оценочный

1) Что полезного для себя вы взяли с урока?

2) С какими трудностями вы встретились?

3) Какие мысли и чувства у вас появились?

4) О чем хотели бы поговорить подробнее?

5) Выполнили ли вы свои цели?

Домашнее задание:

Построить модель численности особей популяции с учетом естественной рождаемости и смертности.

Задачник стр. 124-125