Программа элективного курса по информатике "Моделирование как метод познания. Компьютерный эксперимент". 9-й класс

Цель и задачи курса

Программа курса включает материал более углубленного изучения одного из важнейших разделов информатики – моделирования и формализации. Курс является интегрированным с различными предметными областями учебной программы 9-ого класса.

Программа представляет интерес для широкого круга школьников, стремящихся овладеть современными компьютерными технологиями, а так же глубоко понимать процессы и явления из различных предметных областей, систематизировать и исследовать их с помощью компьютерного моделирования.

Цель курса – дать более глубокое понимание моделирования как метода познания и познакомить учащихся с возможностью исследования с помощью компьютера информационных моделей из различных предметных областей.

Основные задачи курса состоят в освоении основных этапов моделирования, в овладении умением исследовать объекты, процессы и явления из разных предметных областей с помощью компьютерного моделирования, проводить компьютерный эксперимент.

Решение данных задач способствует:

1. выработке осознанных навыков в работе с компьютером и программными средствами
2. формированию системного характера мышления школьников
3. развитию навыков анализа и самоанализа
4. воспитанию целеустремленности и результативности в процессе учебной деятельности

В основу обучения положены практические групповые занятия, проводимые в классе, оснащенном современными персональными компьютерами, подключенными к локальной сети. Одним из главных методов изучения материала является самостоятельное выполнение практических заданий на компьютере, проведение компьютерного эксперимента.

Ожидаемые результаты обучения – умение самостоятельно моделировать с помощью компьютера реальные объекты, процессы и явления из различных предметных областей в соответствии с программой 9-ого класса. Метод проверки – отработка задач на компьютере (компьютерный эксперимент).

Содержание курса

1. Моделирование как метод познания. Виды информационных моделей (приложение 1).

Модель, моделирование. Натурные и информационные модели. Виды информационных моделей. Вербальные модели. Математические модели. Графические модели. Табличные модели. Информационные модели на графах. Объектно-информационные модели.

2. Табличные информационные модели (приложение 1).

Табличная организация информации. Структура таблицы. Типы таблиц. Разработка таблиц. Табличное решение логических задач.

3. Модели на графах (приложение 1).

Виды графов. Иерархические системы и деревья. Сети. Семантические сети. Построение графа. Решение задач с помощью графов.

4. Объектно-информационные модели (приложение 1).

Объекты. Свойства объектов. Состояние объектов. Поведение объектов. Классы объектов. Наследование. Иерархические системы классов.

5. Основные этапы моделирования. Компьютерный эксперимент (прилож. 1).

Формализация. Этапы моделирования: постановка задачи, разработка модели, компьютерный эксперимент, анализ результатов моделирования.

6. Математическое моделирование (приложения 1, приложение 2).

Понятие математической модели. Этапы решения задачи на компьютере.

Математическое моделирование в среде электронных таблиц. Решение задач с использованием табличного процессора Excel: числовой метод, графический метод (приближенное решение уравнений в электронных таблицах, графическое решение неравенств и систем уравнений). Статистическое моделирование.

7. Моделирование случайных событий (вероятностное моделирование) (приложение 2).

Понятие вероятностной модели. Метод Монте-Карло. Моделирование случайных процессов. Вероятностные модели в электронных таблицах.

8. Имитационное моделирование (приложение 2).

Понятие имитационного моделирования. Имитационное моделирование в электронных таблицах на примере модели эволюции популяций. Построение модели популяции с использованием закона Мальтуса.

9. Моделирование в экономике и банковской сфере (приложение 2).

Оптимизационное моделирование в экономике и банковской сфере. Решение экономических задач с использованием табличного процессора Excel.

10. Моделирование физических процессов (приложение 2).

Понятие физической модели. Моделирование физических процессов на примере моделирования полета тела, брошенного под углом к горизонту. Решение задач из различных областей физики с использованием табличного процессора Excel.

11. Хранение и поиск информации в базах данных. Многотабличные базы данных (приложение 3, приложение 4).

Реляционные базы данных. Однотабличные базы данных в СУБД Access. Построение табличных информационных моделей в СУБД Access с использованием двух и более таблиц. Связывание таблиц. Форма. Заставка. Сортировка и поиск данных в реляционных базах данных. Отчеты.

12. Индивидуальная практическая работа.

Выдача индивидуальных заданий и выполнение практической работы на компьютере (компьютерное моделирование).

Литература

1. И. Семакин, Информатика. Базовый курс. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011.
2. И. Семакин, Е. Хеннер, Информатика. Задачник-практикум в 2т., М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011.
3. И. Семакин, Е. Хеннер. Информационные системы и модели. Элективный курс. Учебное пособие: М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005
4. И. Семакин, Е. Хеннер. Информационные системы и модели. Элективный курс. Практикум: М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006.
5. А. Гейн, Моделирование и формализация. М., Газета Информатика, Издательский дом «Первое сентября», 2003.
6. О. Мясникова, Моделирование и формализация в курсе информатики. М., Газета Информатика, Издательский дом «Первое сентября», 2003-2004.