Конспект урока по информатике «Моделирование биологических процессов с использованием электронных таблиц»
методическая разработка по информатике и икт (9 класс)

Урок информатики в 9 классе

 «Моделирование биологических процессов с использованием электронных таблиц»

 Цели урока: 

1. Формирование навыков разработки и исследования компьютерных моделей с использованием программы MS Excel.
2. Развитие интеллектуального и логического мышления
3. Воспитание информационной культуры
4. Формирование межпредметных связей.
5. Создание условий для обогащения внутреннего мира учащихся и ответственного отношения к своему здоровью.

Задачи урока:

• разработка и исследование биологической модели «Биоритмы человека»;
• повторение и закрепление практических навыков работы в электронных таблицах.

План урока:

1. Организационный момент: приветствие, вступительное слово учителя.
2. Постановка цели урока и мотивация, актуализация знаний учебной деятельности.
3. Освоение нового материала (через выдвижение гипотез и анализ результатов исследования моделей).
4. Самостоятельная практическая работа. Анализ результатов.
5. Подведение итогов урока.

Тип урока: урок-исследование

Методы:

• информационный (словесный);
• наглядно - иллюстративный;
• практический

Формы организации учебной деятельности:

• самостоятельная практическая работа;
• беседа;
• исследование.

Ход урока:

1. Организационная часть:

Учитель:

Добрый день, очень рада вас видеть. Присаживайтесь.

2. Постановка цели урока и мотивация, актуализация знаний учебной деятельности.

Теории "трех биоритмов" около ста лет. Интересно, что ее авторами стали три человека: психолог Герман Свобода, отоларинголог Вильгельм Флисс, открывшие эмоциональный и физический биоритмы и получившие одинаковые результаты независимо друг от друга, а также педагог Фридрих Тельчер - исследовавший интеллектуальный ритм. Тельчер заметил, что желание и способность студентов воспринимать, систематизировать и использовать информацию, генерировать идеи время от времени изменяется, т.е. имеет ритмический характер. Сопоставив даты рождений студентов, экзаменов, их результаты, он открыл интеллектуальный ритм с периодом в 33 дня.

Австрийский психолог Свобода, анализируя поведение своих пациентов, начало и развитие болезней,  заметил цикличность сердечных и астматических приступов. Результатом этих исследований стало открытие ритмичности физических (23 дня) и психических (28 дней) процессов.

Немецкого доктора Вильгельма Флисса заинтересовала сопротивляемость организма человека болезням. Почему дети с одинаковыми диагнозами в одно время имеют иммунитет, а в другое – тяжело болеют? Собрав данные о начале болезни, температуре и результатах лечения, он связал их с датой рождения. Расчеты показали, что изменения иммунитета можно прогнозировать с помощью 23-дневного физического и 28-дневного эмоционального биоритмов.

Основатели теории "трех биоритмов" имели много противников и оппонентов. Исследования биоритмов продолжались в Европе, США, Японии. Особенно интенсивным этот процесс стал с открытием компьютеров. Не все считают эту теорию строго научной, но многие верят в нее. Более того, в некоторых странах в такие дни людям рискованных профессий (летчикам, каскадерам и т.п.) предоставляют выходной.

За точку отсчета всех трех биоритмов берется день рождения человека.

Физический биоритм характеризует жизненные силы человека, т.е. его физическое самочувствие. Периодичность его составляет 23 дня.

Эмоциональный биоритм характеризует внутренний настрой человека, его способность эмоционального восприятия окружающего. Продолжительность периода эмоционального цикла равна 28 дням.

Третий биоритм характеризует мыслительные способности, интеллектуальное состояние человека. Цикличность его – 33 дня.  

Если биоритм изобразить графически, то он будет представлен кривой.

Ребята, обратите внимание на ТАБЛИЦУ ЗНАЧЕНИЙ БИОРИТМОВ, где вы видите значения циклов и более подробное описание их влияния, с которыми мы сталкиваемся в обыденной жизни.

Ваше внимание обращаю на столбец Значение.

Уточнить: На диаграмме биологические ритмы представлены в виде кривых, которые изменяются периодически. Начало кривых – дату рождения, мы на диаграмме не видим! Наблюдаем лишь изучаемый промежуток времени.

В каждом периоде  есть  дни, когда кривая находится в нулевой точке и когда она получает максимальное и минимальное значения.

У теории биоритмов есть много приверженцев, но и есть противники. Многие считают теорию биоритмов не строго научной, а многие верят. Я предлагаю вам использовать информацию о биоритмах известных исторических личностей и подтвердить или опровергнуть эту теорию.

Среди биологических процессов, которые изучаются учеными наиболее интересным для нас является циклический процесс, описывающий самочувствие человека, так как именно его можно смоделировать посредством электронных таблиц.

Скажите, как же называется чередование подъема и спада жизненных сил человека? (биоритмы)

Можно ли  прогнозировать благоприятные дни и предупреждать  о неблагоприятных днях? (Можно)

Оказывается можно не только  прогнозировать, но при желании и улучшить нормальное протекание жизни, оптимизировать результаты человеческой деятельности.

Итак, исходя из всего вышесказанного, определяется цель урока. Скажите, пожалуйста, чему мы должны научиться на сегодняшнем уроке? (составлять свои биоритмы)

Верно, только наша тема связана с моделированием на компьютере. Значит,  целью нашего урока будет (создание  модели, позволяющей рассчитывать биоритмы человека).

Причем, которую можно исследовать и с её помощью улучшить нормальное протекание жизни, оптимизировать результаты деятельности человека. И эту модель мы создадим, используя электронные таблицы  Excel.

Сначала выполним следующее задание.

У вас на столе лежат карточки с изображением смайликов, на них не нарисован рот

 Ваша задача сейчас – дорисовать рот. Но как? Посмотрите на слайд и на карточки, которые у вас на столе и оцените свое физическое состояние, настроение и умственные способности на сегодняшний день.

Дорисованные смайлики оставьте у себя до конца урока.  Вторые (недорисованные) смайлики вы дорисуете после построения своих биоритмов.

Всегда интересно соответствие теории и практики.

       4. Самостоятельная практическая работа.

Науке известно, что если заранее знаешь, что тебя ожидает, то на результат можно повлиять, изменить. Давайте посмотрим, какие важные события вас ожидают с 24 января по 23 февраля.

Вот сейчас, я предлагаю смоделировать  процесс изменения вашего состояния в этот период, т.е. создать модель расчета индивидуальных биологических ритмов.

5. Подведение итогов.

Итак, каждый из вас сейчас построил собственные биоритмы и их проанализировал. Давайте вернемся к вопросу: “Соответствует ли теория практике?”

У вас на столе остались недорисованные смайлики. Напоминаю, синий – физический ритм, малиновый – эмоциональный, желтый – интеллектуальный. Задание тоже, необходимо дорисовать рот. Но, рот вы дорисовывайте исходя из того, что вам говорят кривые соответствующих биоритмов.

А теперь посмотрите на смайлики и сделайте вывод, ответив на вопрос “Соответствует ли теория практике?”.

Если значения сходятся, то можно сказать что данный биоритм  вам подходит. Если же значения расходятся, то вы, наверно, находитесь под влиянием множества побочных факторов.

Подведем итоги. Вы посмотрели на свои графики, давайте подумаем и дадим друг другу советы, что нужно сделать:

1) если на спаде физический цикл?

(постарайтесь в это время преодолевать свою леность, не забывайте о прогулках на свежем воздухе и побольше физических занятий)

2) а если  на спаде эмоциональный цикл?

(учитесь властвовать собою, начните день с улыбки, скажите несколько комплементов себе, окружающим, радуйтесь теплому солнечному дню…)

3)сложнее если в это время идет спад интеллектуальный… Что же делать в этом случае?

(но и тогда не стоит огорчаться.  Вспомните все то, что вы знаете. Ваши отличные и хорошие отметки соответствуют вашему интеллектуальному развитию. Значит, вам нужно только поверить в удачу и успех. А может, стоит принимать витамины или поработать с тестами – для развития памяти, внимания).

Ну а сейчас, чтобы еще раз убедиться в правильности создания вашей модели проведите серию экспериментов:

ЗАДАНИЯ

1. Выберите неблагоприятные дни для написания контрольной работы по информатике.

2. Выберите самый удачный день для сдачи зачета по физической культуре

3. Выберите день для просмотра художественного фильма.

Домашнее задание:

(задание на использование и развитие полученных знаний).

1. Используя индивидуальные биоритмы и данные об учителе (указывается дата рождения), построить диаграмму (в сравнении) и определить благоприятный день для сдачи экзамена по информатике.  

2. Подготовить сообщение об истории создания теории биоритмов.

6. Заключение.

Сократ говорил: «Что самое трудное в жизни человека – это познание самого себя ...»

Я надеюсь, что этот урок пополнил ваши знания не только в области информатики, но и знания о себе.

Кстати, кроме рассмотренных трех, существует еще масса других биоритмов: интуитивный, биоритм удачи. Специалисты насчитывают до 120 биологических ритмов. Уже доказано, что каждый человек успешно сочетает в себе целый комплект всевозможных биоритмов. У кого-то их может быть больше, у кого-то - меньше. Биоритмы рождаются вместе с самим человеком. Под их влиянием мы начинаем свой жизненный путь, совершаем те или иные поступки с различной степенью успешности. Теория биоритмов ни в коем случае не предсказывает будущее человека. Она лишь помогает выбрать подходящий момент для того, чтобы начать создавать наше будущее таким, каким нам хотелось бы его видеть.

Помните, необходимо задумываться над каждым днем нашей жизни. Биоритмы – биоритмами, но главное  верить в себя. Урок окончен. До свидания.

Литература

1. Информатика и информационные технологии. Угринович Н.Д. Учебное пособие для 9 классов. – М.: Лаборатория Базовых Знаний,2010 г.
2. Информатика. Задачник – практикум в 2 т./ Под ред. И.Г.Семакина, Е.К. Хеннера: том 2 – М.: Лаборатория Базовых знаний, 2010 г.
3.  Информатика и ИКТ Задачник по моделированию. 9-11 класс Базовый уровень / Под ред. Проф. Н.В. Макаровой. – Питер, 2008 – 192 с.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ  КАРТА

Тема исследования: Расчет биоритмов человека.

1. Постановка задачи.

Существует теория, что жизнь человека подчиняется биоритмам: физическому (период ритма – 23 дня), эмоциональному (период  – 28 дней) и интеллектуальному (период  – 33 дня).

2. Цель моделирования.

На основе анализа индивидуальных биоритмов прогнозировать неблагоприятные дни и выбирать благоприятные дни для разного рода деятельности.

3. Информационная модель (содержательное описание объекта).

Объект моделирования – процесс изменения состояния человека в физическом, интеллектуальном и эмоциональном плане.

Биоритмы характеризуют подъемы и спады самочувствия человека. За точку отсчета берется день его рождения. Зависимость имеет синусоидальный характер. «Взлетам» графика соответствуют благоприятные дни, а дни его перехода через ось абсцисс, считаются неблагоприятными.

Исходные данные:  дата рождения.

Характер изменения состояний:  

кривая, с периодами 23, 28 и 33 дня   соответственно, начиная со дня   рождения.

Шаг приращения - один день.

Период исследования – 30 (31) дней от даты отсчета.

Результат: определить дни подъема циклов и дни пересечения кривых с осью абсцисс.

4. Математическая модель

Указанные циклы описываются приведенными ниже выражениями, в которых переменная х соответствует возрасту человека в днях:

Физический цикл   Rф (х) = sin (2π x /23);

Эмоциональный цикл  Rэ (х) = sin (2π x /28);

Интеллектуальный цикл Rи (х) = sin (2π x /33);

5. Разработка компьютерной модели (выбор инструмента моделирования, создание модели, тестирование модели)

Среда моделирования – электронные таблицы. Согласно заданию, определим и заполним области исходных и расчетных данных

Образец оформления листа в программе MS Excel

6. Компьютерный эксперимент (Тестирование, исследование)  

1) Постройте диаграмму (выделите расчетную область таблицы с названиями биоритмов, затем ВСТАВКА/График)

2) Исследуйте показания биоритмов

7. Анализ результатов.

Проанализировав диаграмму, подтвердите или опровергните соответствие  показателей биоритмов с достижениями.