Информатика 8 класс. Урок 9.

8 класс Информатика Урок 9

Тема: «Понятие модели. Назначение и свойства моделей. Графические информационные модели»

Тип урока: комбинированный урок (формирование новых знаний).

Место урока в учебной программе: один из уроков в разделе «Компьютерные сети».

Цели: сформировать у учащихся понятие моделирования как метода познания; рассмотреть различные классификации моделей; сформировать у учащихся понятие «информационная модель»; научить учащихся описывать информационные модели; познакомить учащихся с формами представления информацион­ных моделей; сформировать понятие «формализация»; научиться создавать словесные и математические модели; сформировать у учащихся понятие «графическая модель»; научить учащихся строить графические модели.

Требования к знаниям и умениям:

Учащиеся должны знать:

• основные понятия «модель», «моделирование», «система», «систем­ный анализ», «подсистема», «надсистема», «систематизация», «ин­формационная модель»:

• виды моделей, их классификацию;

• какие связи существуют между элементами системы.

Учащиеся должны уметь:

• приводить примеры различных моделей;

• классифицировать модели по различным признакам;

• систематизировать объекты;

• осуществлять системный анализ.

Методы:

• Объяснение;

• Иллюстративный;

• Демонстративный;

• Практикум за ПК.

Оборудование урока: мультимедийный проектор, презентация, карточки с заданиями.

Этапы урока:

1. Вступление (организационный момент).

2. Актуализация. Постановка целей урока

3. Объяснение нового материала в виде презентации (одновременно происходит беседа с учащимися).

4. Закрепление материала (работа с карточками).

5. Домашнее задание.

6. Подведение итогов.

Ход урока

1. Вступление (организационный момент).

Приветствие. Проверка присутствующих. Постановка цели. Формирование мотивации к изучению темы.

II. Постановка целей урока. Актуализация.

1. Макет здания, детская мягкая игрушка, мате­матическая формула, теория развития общества - это все модели. Как же получается назвать такие разные понятия одним словом?

2. Существует огромное количество моделей. Как разложить их «по полоч­кам»? Как классифицировать?

3. Наиболее полно отразить существенные свойства объекта можно с помо­щью информационной модели. Как ее построить?

- Ребята, как вы думаете, чем объясняется 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).

ПI. Изложение нового материала

1. Введение понятия «модель»

- На основе вашей демонстрации взаимодействия Солнца и Земли, вращающейся вокруг своей оси можно сделать вывод о том, что бы понять, как действует тот или иной объект, иногда приходится вместо реальных объектов рассматривать их упрощенное представление, т.е. модели.

- Откройте, пожалуйста, свои тетради и запишите тему урока: “ Понятие модели. Назначение и свойства моделей. Графические информационные модели ”.

Учащиеся открывают тетради и записывают тему урока.

- При построении модели сам объект часто называется оригиналом или прототипом. Таким образом, можно сформулировать определение понятия модель. Модель – это аналог (заменитель) оригинала, отражающий некоторые его свойства.

- Рассмотрим несколько примеров моделей, которые вы постоянно используете в школе:

• На уроках географии при изучении темы Форма Земного шара вы периодически используете глобус. Глобус – является моделью Земли.

• На уроках химии при изучении химических элементов мы часто используем Периодическую систему элементов Д. И. Менделеева, которая является моделью всех химических элементов Земли.

• На уроках физики при изучении темы Тепловые процессы вы использовали модель молекул, кристаллических решеток.

• На уроках биологии при изучении опорно-двигательного аппарата человека вы пользуетесь скелетом, который является моделью человека.

- Приведите, пожалуйста, другие примеры моделей, которые вы использовали в учебной деятельности, посредством которых вы получили новые знания?

Учащиеся приводят примеры учебных моделей: модель Солнечной системы, атлас, схема электрической цепи, учебные плакаты по различным предметам и т.д.

- Запишите, пожалуйста, в раздаточный материал (Приложение 1) несколько примеров моделей, которые мы привели.

Учащиеся записывают примеры моделей в раздаточный материал.

- На основании данных примеров можно сделать вывод – человек в ходе своей деятельности широко использует модели как средство познания мира. Но модели используются не только в учебных целях, помогая нам лучше понять изучаемый материал. Иногда исследование объекта - оригинала просто не представляется возможным. И тогда на помощь нам приходят модели. Рассмотрим причины, создания моделей. Прочитайте, пожалуйста, первую причину создания модели.

Далее все причины создания модели из презентации читают учащиеся.

Причины, создания моделей:

1. В реальном времени оригинал может уже не существовать или его нет в действительности. Например, все мы видели научно-популярные фильмы о жизни динозавров. Видеофильмы помогают нам создать целостное представлении о внешнем виде и жизни существ, которых мы не можем наблюдать в реальном времени. Другим примером является модель “ядерной зимы”, которую так часто используют фантасты в своих фильмах и книгах. Люди не знают, какая жизнь будет после столь масштабной катастрофы. Но многочисленные рассказы и фильмы помогают создать достаточно яркий образ.

2. Оригинал может иметь много свойств и взаимосвязей. Чтобы изучить конкретное свойство, иногда полезно отказаться от менее существенных свойств.

Например, при составлении карты местности мы совершенно не учитываем геологические характеристики местности или преобладающий климат. При создании модели, нам совершенно не нужны эти параметры объекта, потому что они не влияют на расположение объектов на местности. Другим примером являются живые организмы. У этого объекта столько разных свойств и составляющих, что при изучении отдельных функций организма, другие функции можно просто не рассматривать. Например при изучении дыхательной системы, нервную, пищеварительную, кровеносную и др. системы можно не рассматривать.

3. Оригинал либо очень велик, либо очень мал.

Солнечная система настолько велика и недоступна для нас, что при ее изучении проще пользоваться моделью. Другим примером является атом. Мы не можем увидеть его невооруженным глазом, поэтому гораздо проще изучать его увеличенную копию.

4. Процесс протекает очень быстро или очень медленно.

Например, рост цветов происходит очень медленно. И что бы наглядно продемонстрировать этот процесс, можно создать модель. Записать на видео несколько дней из жизни цветов, затем с помощью специальных программ увеличить скорость воспроизведения видеофильма. И тогда, созданная модель, будет показывать процесс роста цветка. По аналогии можно изучить очень быстрые процессы, например, полет пули, выпушенной из дула пистолета.

5. Исследование объекта может привести к его разрушению.

Все мы пользуемся транспортом, и каждый из нас хотя бы раз задумывался о его безопасности. Для того, что бы выяснить надежность автомобиля компания-производитель проводит краш тесты. Эти тесты позволяют выявить слабые места защиты автомобиля, не подвергая опасности реальных людей и настоящие автомобили.

- Скажите, пожалуйста, сколько моделей вы видите в данном видеоролике. И что это за модели?

Учащиеся должны насчитать 3 модели: манекен – модель человека, корпус машины – модель автомобиля, дополнительное оборудование позволяет создать ситуацию аварии при движении автомобиля.

- Таким образом, мы видим, что в человеческой деятельности возникает огромное количество вопросов, получить ответы на которые с помощью наблюдения и реального эксперимента, просто невозможно. В этом случае целесообразно использовать модели.

- Моделирование — это процесс построения моделей для исследования и изучения объектов, процессов, явлений.

- Что можно моделировать? Ответим на этот вопрос.

Учащиеся отвечают корабли, одежды…

- Давайте рассмотрим классификацию моделей

Учащиеся внимательно слушают учащихся

2. Классификация моделей

- Так как моделей много и они отличаются друг от друга по своим параметрам, то их необходимо классифицировать.

По способу представления (из чего сделаны)

Учащиеся записывают классификацию моделей в тетради

- Формализация – это замена реального объекта или процесса его формальным описанием, т.е. его информационной моделью.

Графические информационные модели

Графические информационные модели являются простейшим видом моделей, которые передают внешние признаки объек­та — размеры, форму, цвет.

Графические модели более информативны, чем словесные. Без карт труд­но представить себе ботанику и биологию, географию, военное дело, судо­ходство и т.д.

Современные технологии не могут обойтись без информационных моде­лей технических устройств, зданий и т.д. в виде чертежей.

Электрические и радиосхемы — это информационные модели физики, радиотехники и радиоэлектроники.

Графики и диаграммы — это информационные модели, которые в нагляд­ной форме представляют числовые и статистические данные.

IV. Закрепление материала (работа с карточками).

- Так, все мы немного расслабились и теперь можем приступать к практической работе. А именно к созданию собственной модели комнаты. Наверняка каждый из вас хотя бы раз смотрел передачу: “Квартирный вопрос”. В этой передаче дизайнеры переделывали одну из комнат участников, учитывая все особенности жизни людей в этой комнате. Ваша задача немного проще. Вам будут предложены карточки (Приложение 2) с названием комнаты, которую необходимо создать, и описанием семьи, которая будет в ней жить. По данному описанию вам необходимо создать модель комнаты, учитывая все нюансы, описанные в карточке.

- Работать вы будете в программе Sweet Home 3D . Программа для вас является новой, но уверена, что вы без проблем освоите ее.

Учитель объясняет интерфейс программы Sweet Home 3D, пользуясь раздаточным материалом (Приложение 3).

Интерфейс программы на русском языке. Окно программы состоит из 5 частей.

Главное меню и стандартная панель инструментов. Вам понадобится только пункт меню Файл, когда вы будете сохранять готовый документ.

И инструмент Отмена и Возврат, которые представлены обычными стрелками желтого цвета. Эти инструменты позволят вам отменить ненужное действие или наоборот вернуть действие, которое вы нечаянно отменили.

Рабочая область состоит из 4-х областей. В первой области находится список мебели, предметы которой вы можете поместить в комнату. Мебель разбита на группы, которые помещены в отдельные папки. Каждый предмет мебели можно выделить одним щелчком левой кнопки мыши и перетащить в рабочую область.

Вторая часть – рабочая часть. Именно в этой части вы будете строить свою комнату, перетаскивая, как уже говорилось выше, левой кнопкой мыши предметы мебели из списка на рабочую область. Именно в этой части программы вы можете перемещать предметы мебели по комнате, удерживая нажатой левую кнопку мыши.

При двойном щелчке лево кнопкой мыши по выбранному объекту (это может быть пол, стена, предмет мебели) появляется окно свойств данного объекта. Тут вы можете поменять цвет предмета мебели или стены, а так же в качестве заливки задать текстуру.

Обратите внимание, что при выделении любого объекта, в углах появляются специальные символы, которые позволяют вам изменять размер и положение объекта.

Стрелочка в виде полукруга сообщает о том, что при наведении курсора мыши на угол объекта, вы можете вращать предмет мебели по вашему усмотрению. Курсор мыши при этом приобретает вид двух стрелок следующих друг за другом. Используя левую кнопку мыши, вы можете поворачивать предмет мебели по или против часовой стрелки.

Инструмент в виде стрелочки вниз – изменение положения объекта по вертикали. При наведении на этот угол объекта можно перемещать объект по вертикали, т.е. вниз или вверх.

Инструмент в виде двух стрелочек, направленных в разные стороны – изменение высоты объекта. При наведении на этот угол объекта, можно изменять высоту объекта, делая его выше или ниже.

Еще одна полезная функция – изменение ширины предмета мебели. При наведении на угол объекта курсор мыши приобретает вид крестика. Используя левую кнопку мыши, вы можете увеличивать или уменьшать ширину предмета мебели, делая его уже или шире.

В нижней части окна перечислены все предметы мебели и основные их характеристики.

Так же в нижней части вы видите вашу комнату в виде 3D картинки. Обратите внимание, что стрелкой мыши вы можете только вращать комнату, чтобы рассматривать свое произведение с разных ракурсах.

- Для выполнения задания, вам необходимо будет прочитать описание семьи (Приложение 4), указанное в карточке, понять какие предметы мебели необходимо поместить в комнату. Найти нужные предметы мебели в левом списке программы Sweet Home 3D и левой кнопкой мыши перетащить их в рабочую область. В рабочей области программы вы можете поменять цвет мебели, ее размер или повернуть под нужным уголком. Периодически сохраняйте свои работы.

- Кода вы сядете за компьютеры, то увидите, что у вас открыт документ программы Sweet Home 3D . Это заготовка – пустая комната. Ваша задача наполнить ее мебелью, учитывая особенности описания семьи.

- Ребята задание вам понятно? Есть вопросы?

- На выполнение задания вам отводится 10 минут. Можете приступать к работе.

Ученики выполняют задание за компьютером, учитель ходит по классу, следит за работой учеников и помогает им при необходимости. По истечению 10 минут учитель просит учеников сохранить работы и пересесть за парты.

- Итак, ребята только что вы создали модель комнаты. Все вы отлично справились с заданием, у всех получились красивые комнаты. Давайте рассмотрим несколько примеров созданных вами моделей.

Учитель демонстрирует на проекторе несколько работ учеников и просит класс объяснить почему созданная модель является моделью комнаты для семьи, описанной в карточке с заданием.

V. Домашнее задание

- Отройте, пожалуйста, дневники и запишите домашнее задание. Выучить конспект в тетради и прочитать параграф 6.

VI. Итоги урока

- Наш урок подходит к концу и нам пора подытожить все, что мы сегодня изучили. Сегодня мы узнали, что в нашей жизни часто встречаются аналоги реальных объектов, которые отражают некоторые их свойства, это аналогии называются моделями. Один и тот ж объект может иметь несколько моделей и они будут отличаться друг от друга в зависимости от цели создания модели и субъекта, который их создавал.