Элементы компьютерного моделирования

Обоснование темы: пропедевтика темы “Алгоритмы”.

Цели урока:

Обучающая:

• организовать деятельность учащихся по изучению и первичному закреплению способов действий;
• обеспечить применение знаний и способов действий в разнообразных ситуациях;
• организовать деятельность учащихся по самостоятельному применению знаний в разнообразных ситуациях.

Развивающая:

• помочь учащимся осознать социальную и практическую значимость учебного материала;
• обеспечить развитие у школьников умений сравнивать и классифицировать познавательные объекты;
• создать условия для развития у школьников умения работать во времени.

Воспитывающая:

• осуществлять эстетическое воспитание;
• способствовать обогащению внутреннего мира школьников.

Тип урока:

• Урок объяснения нового материала и первичного закрепления знаний.

Задачи урока: применение теоретических знаний на практике.

Знать:

• понятие модели;
• классификацию моделей по типам;
• этапы моделирования;
• зависимость между правильным выбором модели и получением верного результата;
• необходимость уточнения модели для получения более точного результата.

Уметь:

• определять “плохо” или “хорошо” поставлена задача;
• выделить исходные данные и результаты в простейших моделях;
• строить простейшие компьютерные модели;
• анализировать соответствующие модели и исходные задачи.

Методы:

• информационный (словесный);
• наглядный;
• иллюстративный;
• репродуктивный.

Формы организации учебной деятельности: фронтальная, индивидуальная.

Оборудование:

• доска, раздаточный материал, компьютеры,
• ПО: MS Office - Word’97-2000, Excel’97-2000;
• графический редактор Paint.

 Этапы урока:

1. постановка цели урока и мотивация учебной деятельности;
2. воспроизведение и коррекция опорных знаний;
3. обобщение и систематизация понятий для выполнения практической работы;
4. практическая работа
5. подведение итогов урока.

Особенности проведения: тема рассчитана на 3 академических часа, подведение итогов занятия на 1 уроке не предусмотрено

Ход урока:

Организационная часть

• приветствие;
• проверка отсутствующих.

Актуализация деятельности учащихся

• Объявление плана урока: ведение нового понятия, первичное закрепление, практическая работа, подведение итогов, задание на дом;
• Постановка проблемы: необходимость моделирования.

Введение нового понятия

• Понятие модели (определение): модель – упрощенное понятие о реальном объекте, процессе или явлении; моделирование – построение моделей для исследования и изучения объектов, процессов, явлений [1, c. 36-38].
• Понятие классификации моделей: это систематизация, разделение объектов на родственные группы, имеющие один или несколько общих признаков [1, c. 39].
• Различные способы классификации: по области использования, по временному фактору, по способу представления [1, c. 40-45].
• Разбор заполнения таблицы “Классификации по способу представления”: привести примеры каждого вида моделей [1, c. 42].

• Обсуждение проблемы необходимости моделирования: это ключевая деятельность человека, занимает центральное место в исследовании объекта, чаще всего модель строится человеком, не осознавая этого, интуитивно [1, c. 47-48].
• Этапы моделирования: постановка задачи, разработка модели, компьютерный эксперимент, анализ результатов (если они не соответствуют цели исследования, то возможен возврат на разработку модели или компьютерный эксперимент) [1, c. 49].

Первичное закрепление полученных знаний: на примере модели объекта, приведенного учениками обсудить:

• постановку задачи;
• классификацию данной модели по разным способам;
• разработку этапов моделирования;
• обсудить проблему, в каком случае при анализе результатов нужно вернуться к этапу разработки модели, а в каком – к компьютерному эксперименту.

Если возникнут трудности, можно рассмотреть и обсудить следующую задачу:

В школе учатся четыре талантливых подростка: Иванов, Петров, Сидоров, Андреев. Один из них – будущий музыкант, другой преуспел в бальных танцах, третий – солист хора мальчиков, четвертый подает надежды как художник. О них известно следующее:

1. Иванов и Сидоров присутствовали в зале консерватории, когда там солировал в хоре мальчиков певец.

2. Петров и музыкант вместе позировали художнику.

3. Музыкант ранее дружил с Андреевым, а теперь неразлучен с Ивановым.

4. Иванов не знаком с Сидоровым, т.к. они учатся в разных классах и в разные смены.

Кто чем увлекается? Для решения построить таблицу:

Заполнить ее “+” и “-”.

Задания для практической работы

1. Создать модель светофора в графическом редакторе Paint (рис. 1).

Рис. 1

2. Создать модель пирамиды в текстовом редакторе Word (рис. 2, рис. 3).

3 .Создать модель биоритмов в электронных таблицах Excel (рис. 4).

Рис. 4

Заполнение таблицы в тетради по ходу практической работы:

Задание на дом: Закончить таблицу по выполненным моделям, лекция.

Технологическая карта

Практическая работа “Разработка моделей”

1. Модель светофора в графическом редакторе Paint (рис. 1):

• создать в правой части окна редактора графические примитивы: квадрат, круг, треугольник;
• выделяя нужный объект, скопировать его нужное число раз (выделить объект, Правка-Копировать, Правка-Вставить, перенести на нужное место);
• для левой части крышки светофора: выделить скопированный объект, Рисунок-Отразить/Повернуть – Отразить Слева/Направо;
• раскрасить полученный рисунок;
• анализ результатов: похожи ли однотипные фигуры друг на друга, т.е. создавались они копированием или рисовались заново; раскрасился ли рисунок, нет ли “дырок”, неровностей.

2. Модель пирамиды в текстовом редакторе Word (рис. 2, рис. 3):

• создать в текстовом редакторе при помощи панели Рисование (Вид-Панели инструментов-Рисование) графический примитив КВАДРАТ;
• кнопками Объем - Настройка объема - Повернуть вниз (вверх, вправо, влево), Глубина, Направление добиться нужного изображения одного кубика;
• размножить данный кубик нужное число раз (3 штуки) – выделить объект кубик, Правка-Копировать, Правка-Вставить;
• “собрать” готовый рисунок;
• анализ результатов: (совместились ли кубики в пирамиду, соответствует ли рисунок оригиналу).

3. Моделирование биоритмов (рис. 4):

1. Загрузить ПО MS Excel - Пуск-Программы- MS Excel.
2. Встать на ячейку А1 - записать в нее - Моделирование биоритмов человека.
3. В ячейку А3 - надпись - Исходные данные.
4. В ячейку А4 - надпись - Неуправляемые параметры (константы).
5. В ячейку С4 - надпись - Управляемые параметры.
6. В ячейку А5 - надпись - Период физического цикла.
7. В ячейку В5 - надпись - 23.
8. В ячейку С5 - надпись - Дата рождения.
9. В ячейку D5 - ввести свою дату дня рождения!!!!
10. В ячейку А6 - надпись - Период эмоционального цикла.
11. В ячейку В6 - надпись - 28.
12. В ячейку С6 - надпись - Дата отсчета.
13. В ячейку D6 - ввести сегодняшнюю дату!!!!!
14. В ячейку А7 - надпись - Период интеллектуального цикла.
15. В ячейку В7 - надпись -33.
16. В ячейку С7 - надпись - Длительность прогноза.
17. В ячейку D7 - надпись - 30.
18. В ячейку А8 - надпись - Результаты.
19. В ячейку А9 - надпись - Порядковый день.
20. В ячейку В9- надпись - Физическое.
21. В ячейку С9 - надпись - Эмоциональное.
22. В ячейку D9 - надпись - Интеллектуальное.
23. В ячейку А10 - формула - =$d$6.
24. В ячейку А11 - формула - =a10+1.
25. В ячейку B10 - формула - = sin ((2*Пи ()*а10-$d$5)/23).
26. В ячейку C10 - формула - = sin ((2*Пи ()*а10-$d$5)/28).
27. В ячейку D10 - формула - = sin ((2*Пи ()*а10-$d$5)/33).
28. Протянуть ячейку A11 за маркер заполнения вниз на 1 месяц.
29. Протянуть ячейки B10, C10, D10 за маркер заполнения вниз на 1 месяц.
30. Нарисовать графики для всех рассчитанных ячеек: $A$9:$D$42 и разместить его на текущем или отдельном листе.
31. Анализ результатов: при изменении даты рождения и даты отсчета вид графиков 3-х состояний меняется.

Самоанализ урока

1. Реальные учебные возможности – высокий уровень интеллекта (40%) и сверхвысокий (30%). Особенности – колледжный класс.
2. Место урока в теме – 12 урок, в разделе – первая тема, в курсе – ключевая по этапам решения задач. Какие навыки будут приобретены при выборе методов решения задач, этапов, так же и при изучении алгоритмизации будут решаться задачи.
3. Связь с предыдущими – работа с ППО, навыки работы с различными программами.
4. Работа темы на последующие – алгоритмизация.
5. Специфика урока – введение новых понятий и обобщение их для выполнения практической работы.
6. Тип урока – Урок применения объяснения нового материала, первичного закрепления знаний.
7. Задачи, решаемые на уроке:
   

Обучающая:

• выработка умения получения искомого результата, исходя из условия;
• выработка умения организации последовательности действий.

Развивающая:

• выработка умения поставить задачу - развитие познавательных интересов;
• систематизация полученных знаний.

Воспитывающая

• развитие самостоятельности;
8. Комплексность задач – обеспечена, взаимосвязь – тоже.
9. Главная задача – самостоятельность, не шаблон, а мыслительный процесс.
10. Особенности класса учтены, т.к у данных детей высокий потенциал.
11. Выбранная структура урока отвечает теме, т.к. решает главную задачу, подводит учеников к решаемой проблеме, теоретический материал полностью подготавливает учеников к выполнению практической работы.
12. Время распределено равномерно, с достаточной четкостью, т.к. по тематическому плану стоит 3 урока – первый – объяснение нового материала, второй – практика, третий – работа в тетради и отчет по проделанной работе. Между этапами присутствуют логические связки, одно вытекает из другого.
13. Акцент урока – этапы решения задач.
14. Методы: Информационный (словесный), наглядный, иллюстративный, репродуктивный.
15. Формы обучения для раскрытия нового материала – урок-исследование, беседа + практическая работа.
16. Дифференцированный подход необходим в практической работе, т.к. могут возникнуть трудности при работе с конкретным ППО.
17. Контроль усвоения ЗУН – практика и заполнение таблицы по заданиям.
18. Учебный кабинет используется на 100% - ПК + раздаточный материал.
19. Высокая работоспособность обеспечивается за счет постоянной постановки перед учащимися проблем, которые необходимо решить для выполнения задания.
20. Психологическая атмосфера поддерживается непринужденной беседой, разговором, обсуждением.
21. Перегрузок нет, т.к. постоянно идет смена учебной деятельности. Нормы СанПиН выдержаны. Рациональное использование времени – индивидуальный подход.
22. Запасные методические ходы необходимы для более слабых групп – во время объяснения материала – более четкое проговаривание каждого этапа, во время практики – индивидуальное объяснение нового материала.

 Список литературы

Информатика. 9 класс / Под ред. Н. В. Макаровой. – СПб: Питер Ком, 1999.