Урок-лекция "Модели и моделирование"

Раздел программы: “Моделирование и формализация”.

Количество уроков: 2.

Темы уроков: “Моделирование как метод познания”, “Классификация моделей”.

Тип урока: урок–лекция.

Цель урока:

• формирование представления о моделировании, как одного из способов исследования объектов, процессов и явлений в различных областях;
• формирование системно-информационного подхода к анализу окружающего мира.

Задачи урока:

Воспитательная – развитие познавательного интереса, логического мышления;

Учебная – совершенствование навыков создания моделей для исследования объектов и проведения компьютерных экспериментов;

Развивающая – развитие ассоциативного мышления и памяти.

Оборудование:

На столе учителя: глобус, модель кристаллической решетки алмаза, чучело птицы, макет здания, карта, муляж сердца, игрушки (машина, кукла, зайчик).

На доске: плакаты: таблица Пифагора, генеалогическое дерево рода Романовых, система высших органов власти Республики Башкортостан.

На столах учащихся: карточка с заданием, опорный конспект, таблица “Экспедиция”.

Здравствуйте, ребята! Сегодня мы приступаем к изучению интереснейшей, на мой взгляд, темы “Модели и моделирование”. На уроке мы познакомимся с понятием модель, с видами и типами моделей.

2. Изложение нового материала

В своей деятельности – научной, практической, художественной – человек очень часто использует модели, т. е. создает образ того объекта (процесса или явления), с которым ему приходится иметь дело.

В основе термина “модель” лежит латинское слово modulus – мера, образец.

Понятие моделирования очень древнее. Люди изучали окружающую природу, чтобы научиться противостоять природным стихиям, использовать их на благо человечества и просто выживать. Свои знания они передавали потомкам при помощи символов. Первыми моделями, как заместителями некоторых объектов, были языковые знаки. Они возникли в ходе развития человечества и постепенно превратились в разговорный язык. Слово было первой моделью реального объекта.

Значительное развитие моделирование получило в Древней Греции, так, например, в V–III вв. до н.э. была создана геометрическая модель Солнечной системы.

И в наше время что-то изучается, создаются какие-то модели. В повседневной жизни мы постоянно занимаемся моделированием. Например, Вы идете по улице, вам необходимо перейти дорогу, ваши действия: посмотрели по сторонам, проанализировали ситуацию и в зависимости от этого выработали свою модель поведения. Если модель поведения правильная, то переход проезжей части завершится удачно, если нет, то может произойти авария.

Вывод:

Для чего применяется моделирование? (Отвечают учащиеся)

Моделирование применяется для исследования объектов, процессов, явлений в различных областях.

В чем оно помогает человеку? (Отвечают учащиеся)

Оно помогает человеку принимать обоснованные и продуманные решения, предвидеть последствия своей деятельности.

КОНСПЕКТ: Моделирование – это метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей.

Если моделирование это построение моделей, то необходимо выяснить что такое модель и какие виды моделей бывают.

Слово модель в повседневной жизни мы слышим очень часто: фотомодель, топ-модель, модель телевизора. Макет моста, формула земного притяжения, теория развития общества, расчеты численности популяции особей и многое другое - это тоже модели. Оказывается, что одно слово может вмещать в себя огромное количество разных понятий.

КОНСПЕКТ: Модель - упрощенное представление о реальном объекте, процессе или явлении.

Зачем создавать модель, а не исследовать сам оригинал?

Причины самые разнообразные. Например, когда реальный объект очень велик (Галактика, Вселенная). Ваши примеры:

(Рекомендуется: Учащиеся самостоятельно называют причины с примерами. Учитель корректирует, дополняет)

- очень мал (атом);

- очень быстр (двигатель внутреннего сгорания);

- очень медленен (геологические процессы);

- очень дорог (макет города);

А также если:

- исследование может привести к разрушению самого объекта (самолет);

- исследуемый объект в природе не существует (динозавры, Атлантида).

Строгих правил построения моделей не существует, т.к. каждый реальный объект имеет большое количество различных свойств, но в процессе построения необходимо выделить главные, наиболее существенные свойства.

Например: (Учитель демонстрирует модели)

Глобус – правильно отражает геометрическую форму Земли.

Блок-схема – правильно отражает последовательность действий.

Муляж сердца – правильно отражает строение и форму.

Ребята, вы обратили внимание, что разные науки исследуют объекты и процессы под разным углом зрения и строят различные типы моделей. В физике изучаются процессы взаимодействия и движения объектов, а в химии – их внутреннее строение. Возьмем, например, человека. В рамках механики его можно рассматривать как материальную точку, в химии – как объект, состоящий из разных веществ, в биологии – как систему, стремящуюся к самосохранению. С другой стороны, в механике различные тела (от планеты до песчинки) можно рассматривать как материальные точки.

Практическое задание: У каждого из Вас на столе находится листочек с заданиями. Я предлагаю выполнить задание (приложение 1). Необходимо заполнить пустые ячейки таблицы.

(Учащиеся заполняют таблицу. Учитель комментирует, помогает, анализирует)

Посмотрите на нашу таблицу. Какой мы можем сделать вывод исходя из всего проделанного?

Из всего вышесказанного можно сделать следующие выводы:

• Совершенно неважно, какие объекты выбираются в качестве моделирующих. Важно лишь то, что с их помощью удается отразить наиболее существенные черты (признаки) изучаемого объекта, явления или процесса;
• Никакая модель не может заменить сам объект. Но при решении конкретной задачи, когда нас интересует определенное свойство изучаемого объекта, модель оказывается полезным, а подчас и единственным инструментом исследования

Познакомившись с объектами моделирования, мы убедились в их многообразии, которое зависит от разнообразия как объектов, так и их конкретных моделей. Поэтому их необходимо классифицировать. Для этого нужно, прежде всего, правильно выбрать некий единый признак (параметр), а затем объединить те объекты, у которых он совпадает.

Наиболее распространенные признаки, по которым классифицируются модели:

• область использования;
• временной фактор;
• форма (способ) представления моделей;
• тип данных.

Давайте более подробно рассмотрим каждый. Для этого обратимся к опорным конспектам, лежащим на ваших столах.