Урок по информатике " Свойства моделей. Адекватность модели целям моделирования"

План урока Тема: " Свойства моделей. Адекватность модели целям моделирования"  Цели урока: 1.Формировать представление учащихся о моделировании как основном методе познания;  обеспечить усвоение учащимися понятий “модель”, “моделирование”; рассказать о свойствах  моделей; обеспечить понимание учащимися подхода к классификации целей моделирования;  развивать представления учащихся о методах классификации объектов, организовать  деятельность учащихся по усвоению классификации моделей по следующим признакам: учет  фактора времени, форма представления модели. 2.Содействовать осознанию учащимися ценности изучаемого предмета. 3.Развивать у учащихся умения анализировать, выделять существенные признаки и свойства  объектов, развивать речь учащихся. Тип урока: комбинированный урок изучения нового материала.  Оборудование: компьютеры, интерактивная доска,  флипчарт «Свойства моделей» План урока: 1.Организация начала урока  2.Подготовка к активному и сознательному усвоению нового материала  2.1.Мотивация учащихся – показ практической значимости изучаемого материала; 2.2.Сообщение темы курса и темы занятия;  2.3.Формулирование целей урока совместно с учащимися 3.Изучение нового материала  3.1Самостоятельное выполнение задания 3.2Обсуждение результатов, изучение основных понятий, запись основных понятий темы в  тетрадь 3.3.Изучение вопросов классификации моделей 4.Закрепление знаний  4.1Задание на выделение существенных свойств объекта в соответствии с целями  моделирования 4.2Задание по проверке адекватности модели целям моделирования 5.Подведение итогов занятия, домашнее задание 2.Подготовка к активному и сознательному усвоению нового материала. ХОД УРОКА 2.1.Мотивация учащихся. Форма работы фронтальная, основной метод объяснительно­иллюстративный. Учитель: Ребята, чем объяснить такое явление как смена дня и ночи? (Учащиеся объясняют).  Попробуйте объяснить это вашему младшему брату или сестре. Как, каким образом вы это ему покажете? (Учащиеся должны привести пример демонстрации явления при помощи  глобуса и лампочки) Вместо реальных объектов мы использовали их модели. На основании данного примера можно  сделать вывод – человек в ходе своей деятельности широко использует модели как средство  познания мира. Приведите примеры моделей, которые вы уже использовали в учебной  деятельности, посредством которых вы получили новые знания. (Примеры, которые  приводят учащиеся: таблица Менделеева, модель строения атома, модель  кристаллической решетки, модель скелета, муляжи и т.д.) В процессе познания мира так же широко используется метод наблюдения и эксперимента.  Интересен тот факт, что датский астроном Тихо Браге, живший в XIV веке, 40 лет наблюдал  звездное небо. На основе своих наблюдений он создал таблицы движения всех известных в то  время планет, которые послужили основой для открытия Кеплером и Ньютоном законов  движения планет. Другими словами, они построили модели движения планет Солнечной  системы. (Если есть время, можно побеседовать с учащимися о законах, которые были  выведены в ходе проведения экспериментов) В человеческой деятельности возникает огромное количество вопросов, получить ответы на  которые с помощью наблюдения и реального эксперимента, просто невозможно. Поскольку  такие исследования могут стоить огромных денег, представлять угрозу для жизни людей, или  объект изучения может быть просто недоступен (например, если речь идет о процессах  происходящих в недрах Земли, глубинах Солнца или раскаленном слитке металла), тогда на  помощь человеку опять приходят модели, но только математические, а главным инструментом  исследования становится компьютер. И на уроках информатики мы сделаем первые шаги в  освоении методов компьютерного моделирования. А сегодня на уроке давайте приведем в  систему собственные знания о моделях.  2.2.Какие вопросы можно поставить при изучении данной темы? На какие вопросы нам  необходимо найти ответы, чтобы разобраться с темой? (Ученики предлагают варианты) На доску вывешиваются вопросы: 1.Что такое “Модель”? 2.Что такое “Моделирование”? 3.Для чего нужны модели? 4.Как классифицировать модели? Возможное решение: 3.Изучение нового материала. Рассмотрим свойства объектов с точки зрения моделирования. Свойства моделей  Конечность: модель отображает оригинал лишь в конечном числе его отношений и, кроме того, ресурсы моделирования конечны;  Упрощенность: модель отображает только существенные стороны  Приблизительность: действительность отображается моделью грубо объекта; или приблизительно;  Адекватность: насколько успешно модель описывает моделируемую систему;  Информативность: модель должна содержать достаточную информацию о системе - в рамках гипотез, принятых при построении модели;  Потенциальность: предсказуемость модели и её свойств;  Сложность: удобство её использования;  Полнота: учтены все необходимые свойства;  Адаптивность. рис.1 Обсудим результаты работы. Какие модели вам были представлены? (Манекен, модель  скелета, глобус) Выделите признак по первому вопросу для всех примеров (модель это  всегда объект).  Выделите признак по третьему вопросу, почему для одного и того же объекта предлагается  несколько различных моделей? (Модель строится для чего­то, в соответствии с какой­то  целью какого­либо человека). Это будет следующий признак понятия “модель”. Выделите общие черты по четвертому и пятому вопросам. (Модель представляет только  некоторые свойства объекта – существенные с точки зрения целей моделирования). Цели моделирования рис. 2  Познание действительности  Проведение экспериментов  Проектирование и управление  Прогнозирование поведения объектов  Тренировка и обучения специалистов  Обработка информации Определения: Модель – это объект, который обладает существенными свойствами  исходного объекта, в зависимости от цели моделирования. Модель – это объект,  который отражает некоторые стороны изучаемого объекта, существенные с точки  зрения целей моделирования. Модель – это объект, отличный от исходного, который  обладает существенными для целей моделирования свойствами и в рамках этих  целей полностью заменяет исходный. Что такое моделирование? Как вы определите это понятие? Определение: Моделирование – это процесс создания и исследования моделей, шире –  это один из основных методов познания окружающего мира. А вот если мы конкретизируем цели моделирования, то сможем найти ответ на вопрос №3:  “Для чего нужны модели?”. Скульптура и фотография человека являются моделями какого  объекта? (Человек) Для чего создают такие модели? (Узнавание, хранение внешнего вида). Во­ первых, модель необходима для моделирования внешнего вида объекта. Какую цель  моделирования вы записали в примере 2. (Моделирование структуры) Верно, во­вторых,  модель необходима для моделирования структуры объекта. В­третьих, модель необходима для моделирования поведения объекта (в целях управления и прогнозирования – экономические  ситуации – прогнозируют поведение в целях поиска оптимальных методов управления). Учитель вывешивает на стенд надпись “Назначение”, в результате данной работы с  учащимися содержание мобильного стенда следующее: (рис 3). Учащиеся записывают  классификацию целей моделирования. 3.3.Изучение вопросов классификации моделей.  рис. 3 Сегодня на уроке мы привели уже достаточно много примеров моделей, что говорит об их  огромном многообразии. Для человека же характерно систематизировать большой объем  данных, чтобы “навести порядок” в разнообразии. Наиболее распространенным способом  научной систематизации является классификация – распределение объектов по классам.  Признак, по которому один класс отличается от другого, называется основанием  классификации. Необходимо отметить, что на сегодняшний день классификация моделей у  разных авторов даже по одному и тому же основанию различна. Я вам предлагаю  придерживаться следующей классификации и данные виды моделей разделить по двум  основным признакам, основаниям. Вам самостоятельно придется составить схему  классификации на доске. На каждом столе лежит карточка с указанием того или иного вида  моделей, которые вы будете вывешивать на доске, параллельно с моими комментариями.  Слушаем все внимательно. Первое основание для классификации: деление по форме  представления модели. Это могут быть натурные копии объекта, выполненные из другого  материала, в другом масштабе. Например, это игрушечная машина, самолетик, домик из  кубиков и множество других материальных моделей. Либо это модели, отражающие  реальные объекты на языке кодирования информации, в виде чертежей, схем, математических  формул. Такие модели классифицируют как информационные модели. А так как нас более  всего интересует процесс информационного моделирования, то основанием для  классификации информационных моделей может служить способ представления информации.  По способу представления информации в один ряд можно отнести рисунки и художественные  полотна, в другой – схемы и таблицы, в третий – тексты из школьных учебников,  компьютерные программы и математические формулы. Так как реальный объект всегда  находится в пространстве и времени, следовательно, второе основание для классификации –  учет фактора времени. Модели, отражающие только пространственные характеристики  объекта, называют статическими, а модели, передающие особенности функционирования  объектов – динамическими. В результате данного этапа учащиеся совместно с учителем выстраивают на доске схему,  представленную на рис.4 . Рис. 4 Задание по классификации моделей. Учитель: Более основательно разобраться в вопросах классификации моделей нам поможет задание №2  №2, читаем задание про себя. Вы согласны с (рис.5). Возьмите Карточки тем, как классифицированы первые три модели? Задание 4 – 9 выполним все вместе.  Задания 10 –  14 выполните самостоятельно. На работу отводится 1,5 – 2 минуты. Проверка правильности выполнения задания. рис. 5 При подведении итогов работы, учителю необходимо указать на очень тонкую грань при  классифицировании моделей, еще раз повторить, что единого мнения по поводу  классификации моделей нет, так как мир реальных объектов сложен и многообразен, так  и мир моделей тоже. 4.Закрепление знаний.  4.1.Задание на отработку понятий “существенные свойства” и “цель моделирования” рис. 6 Подведение итогов выполнения задания. Учитель: Объект был один и тот же, но цели были разные, отсюда, какой можно сделать вывод? Сделать  вывод о том, что модели получаются разные в зависимости: во­первых, от цели моделирования; во­вторых, от субъекта моделирования, поскольку ребенок выступает тоже в роли  конструктора самолета, но его модель показывает уровень знаний о данном объекте. 4.2.Задание на адекватность модели (дополнительное). Учитель: Выделить существенные свойства объекта иногда очень трудно, а именно от того, насколько  правильно и полно выделены существенные свойства зависит соответствие модели заданной  цели. Одним из основных признаков модели является ее соответствие оригиналу (обращение к  схеме на доске). Выполнив следующее задание, возьмите Карточку №4 (рис.7), мы найдем  научное определение термина “соответствие”. рис. 7 4. Компьютерный практикум 5.Подведение итогов занятия. 5.1.Определиться в достижении целей урока, оценить деятельность учащихся. Учитель: Подведем итоги урока. Мы нашли ответы на все поставленные вопросы? Посмотрите  внимательно на доску? Как вы думаете, схема на центральной доске это – модель?  Классифицируйте данную модель. В какой сфере деятельности мы использовали эту модель?  (В учебной деятельности, в познании). А как вы думаете, в каких сферах человеческой  деятельности появляется также потребность в моделировании. (Общение и практическая  деятельность). 5.2.Домашнее задание: 1.Дополнить конспект урока схемой “Классификация моделей”. 2.Заполнить таблицу. Цель моделирования Существенные свойства Форма модели, класс модели Модель Определить площадь участка Спланировать посадки на следующий год Объяснить, как добраться до участка из ближайшего города                 Средняя общеобразовательная школа № 65 Открытый урок по информатике Тема: «Свойства моделей. Адекватность модели целям моделирования» 8В класс Подготовила: учитель ИВТ Мокрова Г.П. г. Караганда 2012-2013 учебный год