Форма организации обучения: фронтальная, парная или групповая.
Методы и приемы обучения: объяснительно-иллюстративный; словесный (фронтальная беседа); наглядный (демонстрация компьютерной презентации); практический.
Цели урока: сформировать у учащихся понятие моделирования как метода познания; рассмотреть различные классификации моделей; сформировать у учащихся понятие “информационная модель”; научить учащихся описывать информационные модели.
Тип урока:
изучение нового материала.Оборудование урока: проектор с экраном, презентация, рисунки- слайды.
Приложение 1, Приложение 2, Приложение 3
Проблемный вопрос:
Макет здания, детская мягкая игрушка, математическая формула, теория развития общества - это все модели. Как же назвать такие разные понятия одним словом?
Можно привести огромное количество примеров моделей. Как их классифицировать?
Наиболее полно отразить существенные свойства объекта можно с помощью информационной модели. Как ее построить?
Какова степень необходимости использования формализации при описании информационных моделей?
Введение понятия “модель”
В своей деятельности человек очень часто использует модели, то есть создает образ того объекта, явления или процесса, с которым ему предстоит иметь дело.
Модель – это некий новый упрощенный объект, который отражает существенные особенности реального объекта, процесса или явления.
Анализ модели и наблюдение за ней позволяют познать суть реально существующего, более сложного объекта, процесса, явления, называемого прототипом или оригиналом.
Вопрос: почему бы не исследовать сам оригинал, а не строить его модель?
Назовем несколько причин, по которым прибегают к построению моделей.
В реальном времени оригинал может уже не существовать или его нет в действительности.
Пример: теория вымирания динозавров, Атлантиды ...
Оригинал может иметь много свойств и взаимосвязей. Чтобы глубоко изучить какое-то конкретное свойство, иногда полезно отказаться от менее существенных, вовсе не учитывая их.
Примеры: карта местности, модели живых организмов...
Оригинал либо очень велик, либо очень мал.
Примеры; глобус, модель Солнечной системы, модель атома...
Процесс протекает очень быстро или очень медленно.
Примеры: модель двигателя внутреннего сгорания ...
Исследование объекта может привести к его разрушению.
Примеры: модель самолета или автомобиля...
(Дети могут назвать другие причины)
Моделирование – это процесс построения моделей для исследования и изучения объектов, процессов, явлений.
Что можно моделировать? Ответим на этот вопрос.(Учащиеся приводят примеры)
Моделировать можно:
1. Объекты
Назовем примеры моделей объектов:
2. Явления
Примеры моделей явлений:
3. Процессы
Примеры моделей процессов:
4. Поведение
При выполнении человеком какого-либо действия ему обычно предшествует возникновение в его сознании модели будущего поведения. Собирается ли он строить дом или решать задачу, переходит улицу или отправляется в поход – он непременно сначала представляет себе все это в уме. Это главное отличие человека мыслящего от всех других живых существ на земле. Один и тот же объект в разных ситуациях, в разных науках может описываться различными моделями. Например, рассмотрим объект “человек” с точки зрения различных наук:
С другой стороны, разные объекты могут описываться одной моделью. Например, в механике различные материальные объекты от песчинки до планеты рассматриваются как материальные точки.
Таким образом, совершенно неважно, какие объекты выбираются в качестве моделирующих. Важно лишь то, что с их помощью удается отразить наиболее существенные признаки изучаемого объекта, явления или процесса.
Моделирование – это метод научного познания объективного мира с помощью моделей.
Классификация моделей
Объектов моделирования, как мы только что с вами убедились, огромное количество. И для того, чтобы ориентироваться в их многообразии, необходимо все это классифицировать, то есть каким-либо образом упорядочить, систематизировать.
При классификации объектов по “родственным” группам необходимо правильно выделить некий единый признак (параметр, а затем объединить те объекты, у которых он совпадает). Рассмотрим наиболее распространенные признаки, по которым можно классифицировать модели ( демонстрация компьютерной презентации Приложение 1)
Вербальные и знаковые модели, как правило, взаимосвязаны. Мысленный образ, родившийся в голове человека, может быть облечен в знаковую форму. Например, мелодия, родившаяся в голове композитора, будет представлена в виде нот на бумаге.
Для создания моделей используется огромный спектр инструментов. Если модель имеет материальную природу. То для ее создания используются традиционные инструменты: фотоаппарат, кисть художника, карандаш, и.т.д., и, наконец самый совершенный в наши дни инструмент - компьютер.
Понятие “система”
Окружающий нас мир состоит из множества различных объектов, каждый из которых имеет разнообразные свойства, и при этом объекты взаимодействуют друг с другом.
Система – это целое, состоящее из объектов, взаимосвязанных между собой.
Примеры систем: человек, компьютер, дом, дерево, книга, стол, и т.д.
Системы бывают:
Важным признаком системы является ее целостное функционирование. Пример
Компьютер нормально работает до тех пор, пока исправны основные устройства, входящие в его состав. Если удалить одно из них, то компьютер выйдет из строя, то есть прекратит свое существование как система.
Система “компьютер” состоит из подсистем “оперативная память”, “процессор”, “системный блок” и т.д., так как оперативную память, процессор системный блок можно так же считать системами (они состоят из элементов).
Системный анализ и систематизация
Чтобы описать систему, недостаточно только перечислить ее элементы. Необходимо указать, как эти элементы связаны друг с другом.
Система – это порядок и организация.
Если графически представить связи между элементами системы, то получится ее структура. Структура может определять пространственное взаиморасположение элементов (цепочка, звезда, кольцо), их вложенность- хронологическую последовательность (линейную, ветвящуюся, циклическую).
Описав элементы системы и указав их взаимосвязь вы проведете системный анализ. Например: генеалогическое древо .
Систематизация – это процесс превращения множества объектов в систему.
Систематизация имеет огромное значение. В повседневной жизни каждый из нас занимается систематизацией – разделяет посуду – на стаканы, тарелки, кастрюли и т.д.
Систематизация знаний в различных науках. Начало многих
вязано с именем великого древнегреческого ученого Аристотеля, ко-
жил в 4 в. до н.э. Вместе со своими учениками Аристотель проделал
колоссальную работу по классификации накопленных знаний, разделил их
только частей и дал каждой свое название. Именно тогда на свет появились физика, биология, экономика, логика и другие науки.
1. Задание (устно).
Составьте различные знаковые модели для геометрических фигур треугольник, квадрат, круг.
2. Задание (Приложение 2)
Систематизируйте перечисленные факты и определите основание систематизации.
3. Задание (Приложение 3)
Выполнение задания по карточкам в группах из 4 учащихся.
Уровень знания: выучить определение основных терминов и понятий (словарь урока).
Уровень понимания: составьте различные по типу модели объектов: самолет, человек.
Провести системный анализ объектов: семья, школа.