Моделирование как метод познания.

План – конспект

Тема : Моделирование как метод познания.

Тип урока: ознакомление с новым материалом

Цель урока:

• Формирование у учащихся понятия моделирования как метода познания;

• Рассмотрение форм представления моделей.

Задачи урока:

Обучающая:

• Сформировать у учащихся понятие моделирования как метода познания;

• Сформировать у учащихся понятия «модель», «моделирование», «информационная модель»;

• Научиться строить информационные модели (словесные, графические и табличные);

• 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 классифицировать познавательные объекты;

• Создать условия для развития у школьников умения работать во времени.

Воспитывающая:

• Осуществлять эстетическое воспитание;

• Способствовать обогащению внутреннего мира школьников.

УУД:

Личностные:

• Вырабатывает уважительно-доброжелательное отношение к людям, непохожим на себя, идти на взаимные уступки в разных ситуациях.

• Осознает смысл учения и понимание личной ответственности за будущий результат

Регулятивные:

• Определяет цель, проблему в деятельности: учебной и жизненно-практической (в т.ч. в своём задании).

• Выдвигает версии, выбирать средства достижения цели в группе и индивидуально.

• Работает по плану, сверяясь с целью, находить и исправлять ошибки, в т.ч. самостоятельно, используя ИКТ.

Коммуникативные:

• Излагает свое мнение (в монологе, диалоге), аргументируя его, подтверждая фактами, выдвигая контраргументы в дискуссии.

• Различает в речи другого мнения, доказательства, факты; гипотезы, аксиомы, догматы, теории.

• Корректирует свое мнение под воздействием контраргументов, достойно признавать его ошибочность.

• Создает устные и письменные тексты (таблицы) для решения разных задач общения – с помощью и самостоятельно.

• Использует ИКТ как инструмент для достижения своих целей.

Познавательные:

• Находит (в учебниках и др. источниках, в т.ч. используя ИКТ) достоверную информацию, необходимую для решения учебных и жизненных задач.

• Владеет смысловым чтением – самостоятельно вычитывать концептуальную информацию, необходимую для решения поставленной задачи.

• Самостоятельно выбирает и использует разные виды чтения (в т.ч. просмотровое, ознакомительное, изучающее).

• Сравнивает объекты по заданным или самостоятельно определенным критериям (в т.ч. используя ИКТ).

• Представляет информацию в разных формах (рисунок, текст, таблица, диаграмма), в т.ч. используя ИКТ.

Планируемые результаты:

Знать:

• Понятие модели

• Классификацию моделей по типам

• Зависимость между правильным выбором модели и получением верного результата

• Необходимость уточнения модели для получения более точного результата

Уметь:

• Выделить исходные данные и результаты в простейших моделях

• Строить простейшие компьютерные модели

• Анализировать соответствующие модели и исходные задачи

Личностные:

• Осознание смысла учения и понимание личной ответственности за будущий результат

Метапредметные:

• Владение общепредметными понятиями объект, система, модель, алгоритм, исполнитель и др.;

• Владение умениями организации собственной учебной деятельности, включающими: целеполагание как постановку учебной задачи на основе соотнесения того, что уже известно, и того, что требуется установить.

Предметные:

• Формирование информационной и алгоритмической культуры

• Формирование представления об основных изучаемых понятиях: информация, алгоритм, модель – и их свойства

• Формирование умений формализации и структурирования информации, умения выбирать способ представления данных в соответствии с поставленной задачей – таблицы, схемы, графики, диаграммы, с использованием соответствующих программных средств обработки данных

Познавательные:

• Знаково-символические действия, включая моделирование (преобразование объекта из чувственной формы в модель, где выделены существенные характеристики объекта и преобразование модели с целью выявления общих законов, определяющих данную предметную область);

• Знаково-символические действия выполняют функции отображения учебного материала;

• Выделения существенного;

• Моделирование.

• Умение структурировать знания; рефлексия способов и условий

• Действия, контроль и оценка процесса и результатов деятельности

Основные понятия:

Модель, моделирование

Межпредметные связи:

Уметь строить и исследовать информационные модели на компьютере (все предметы). Межпредметная интеграция достигается за счет использования задач с экономическим, математическим, физическим и т.д. содержанием.

Организация учебного процесса:

Формы работы: Фронтальная, индивидуальная.

Оборудование урока: Маркерная доска, компьютерная презентация, раздаточный материал, проектор, компьютеры, ПО: MSOffice – Word’2010, Excel’2010; графический редактор Paint.

Методы работы: Информационный (словесный), наглядный, иллюстративный, практический

Структура урока:

• Организационный моменти постановка цели урока и мотивация учебной деятельности (2 минута);

• Актуализация деятельности

• Введение нового материала (15 минут);

• Физическая минутка (1минута);

• Обобщение и систематизация понятий для выполнения практической работы (5 минуты);

• Практическая работа (15 минут);

• Подведение итогов урока (2 минуты);

• Домашнее задание;

• Рефлексия.

Ход урока

1. Организационный момент

Цель этапа:

• Включение учащихся в учебную деятельность

• Создание условий для возникновения у учащихся внутренней потребности включения в учебную деятельность

УУД:

Личностные: стимулирование, самоопределяются, настраиваются на урок

Познавательные: целеполагание, ставят перед собой цель: «Что я хочу получить сегодня от урока»

Коммуникативные: планирование учебного сотрудничества с учителем и одноклассниками

Регулятивные: перед тем, как начать действовать определяет последовательность действий

Организация учебного процесса на данном этапе:

Уч-ль: Здравствуйте, ребята! Садитесь.

Уч-ль:(На столах у ребят находятся детские игрушки: кубики, машинка, кукла, глобус, самолет, на слайде изображены модели – часы на стене, кристаллическая решетка, формула квадратного уравнения). Ребята, скажите, что вы видите перед собой

Уч-ся: различные игрушки

Уч-ль: Скажите, пожалуйста, а что объединяет все эти игрушки?

Уч-ся: Эти игрушки являются моделями более больших вещей.

Уч-ль:Вы, верно,определили, что это модели более крупных объектов. Как вы думаете, а какова тема нашего сегодняшнего урока?

Уч-ся: Тема нашего сегодняшнего урока – модели.

Уч-ль: Да, верно. Но модели должны же из чего-то получаться. Скажите, как называется процесс построения моделей?

Уч-ся: Процесс построения моделей называется моделированием.

Уч-ль: Верно. Запишите тему нашего урока «Моделирование как метод познания».

2. Актуализация деятельности

Цель этапа:

• Включение учащихся в учебную деятельность

• Актуализация учебного содержания необходимого и достаточного для восприятия нового материала

УУД:

Личностные:осознание ответственности за общее дело

Познавательные:поиск и выделение информации, установление причинно-следственных связей, осознанное построение речевого высказывания

Коммуникативные: планирование учебного сотрудничества с учителем и одноклассниками

Регулятивные: перед тем, как начать действовать определяет последовательность действий

Организация учебного процесса на данном этапе:

Уч-ль: В 1870 г. английское Адмиралтейство спустило на воду новый броненосец “Кэптен”. Корабль вышел в море и перевернулся. Погиб корабль. Погибли 523 человека.

Это было совершенно неожиданно для всех. Для всех, кроме одного человека. Им был английский ученый-кораблестроитель В.Рид, который предварительно провел исследования на модели броненосца и установил, что корабль опрокинется даже при небольшом волнении. Но ученому, проделывающему какие-то несерьезные опыты с “игрушкой”, не поверили. И случилось непоправимое...

Уч-ль: В своей деятельности человек очень часто использует модели. Приведите примеры моделей. (Слайд 1)(модель машины, макет здания, фотомодель, и т.д.). А что же такое модель?

Уч-ся:(дают свои варианты ответов).

Уч-ль: Да, верно. Я вам предлагаю найти определение точное определение модели. У вас на столах лежат листы с текстовым материалом, в котором предложены различные определения моделей. Ваша задача найти определение и выписать его себе на листок контроля.

Уч-ся:(работают самостоятельно с предложенной литературой)

3. Введение нового материала

Цель этапа:

• Включение учащихся в учебную деятельность

• Актуализация учебного содержания необходимого и достаточного для восприятия нового материала

• Актуализация мыслительных операций, необходимых для восприятия нового материала

• Фиксирование определений понятия в виде определений

• Мотивирование к самостоятельному выполнению учебных действий

УУД:

Личностные: осознание ответственности за общее дело

Познавательные: поиск и выделение информации, установление причинно-следственных связей, осознанное построение речевого высказывания

Коммуникативные: планирование учебного сотрудничества с учителем и одноклассниками

Регулятивные: перед тем, как начать действовать определяет последовательность действий

Организация учебного процесса на данном этапе:

Уч-ль: Итак, ребята, вы нашли определения модели? Давайте зачитаем у кого какое определение.

Уч-ся: (зачитывают свои определения)

Уч-ль: Модель– это новый упрощенный объект, который отражает существенные стороны реального объекта, процесса или явления.

Уч-ль: Анализ модели и наблюдение за ней позволяют познать суть реального, более сложного объекта, процесса или явления.

Почему возникает необходимость строить модель, а не  исследовать сам оригинал?

Ученики дают свои варианты ответов.

Рассмотрим причины создания моделей: (Слайд 3)

1. В реальном времени оригинал может уже не существовать или его нет в действительности. (пример, теория вымирания динозавров).

2. Оригинал может иметь много свойств и взаимосвязей. Для изучения конкретного свойства иногда полезно отказаться от менее существенных. (пример, карта местности, модель живых организмов)

3. Оригинал либо очень велик, либо очень мал. (пример, глобус, модель атома)

4. Процесс протекает очень быстро или очень медленно. (пример, модель двигателя внутреннего сгорания, геологические модели)

5. Исследование объекта может привести к его разрушению. (пример, модель самолета).

Уч-ль: Ребята, давайте вспомним, а что такое моделирование?

Уч-ся: Процесс построения моделей

Уч-ль: Верно, процесс построения моделей для исследования и изучения объектов, процессов, явлений называется моделированием

Запишем определение моделирования в тетрадь.

Итак, объектов моделирования, как мы только что с вами убедились, огромное количество. И для того, чтобы ориентироваться в их многообразии, необходимо их классифицировать, т.е. это систематизировать, разделять объекты на родственные группы, имеющие один или несколько общих признаков.

Существуют  различные способы классификации: по области использования, по временному фактору, по способу представления.

Ребята у вас на компьютерах предложена презентация или слайд на котором вы попробуете классифицировать различные модели. А затем мы проверим это на слайде у доски.

1. По области использования:

- учебные (обучающие программы, наглядные пособия);

- опытные (модель корабля);

- научно - технические (динамо-машина, осциллограф);

- игровые (игра “Зарница”, военные учения);

- имитационные (мышь Шеннона).

2. По временному фактору:

- статические (фотография, кристаллическая решетка);

- динамические (в физике - движение тел, в химии - химические реакции).

3. По способу представления. Это способ мы рассмотрим более подробно.

Рассмотрим классификацию по способу представления. (Слайд 7)

Заполним таблицу в тетради.

Приведите примеры каждого вида моделей.

Классификации информационных моделей по форме представления: (Слайд 8)

1.      Словесные модели (устные и письменные описания и т.д.).

2.      Математические модели (математические формулы и т.д.).

3.      Геометрические модели (графические формы и объемные конструкции и т.д.).

4.      Структурные модели (схемы, графики, таблицы и т.д.).

5.      Специальные модели (ноты, химические формулы и т.д.)

4. Первичное закрепление полученных знаний:

Цель этапа:

• закрепить новые знания о моделировании, этапах моделирования, особенностях объектно-ориентированного программирования и применять полученные знания к решению задач компьютерным способом.

• Мотивирование к самостоятельному выполнению учебных действий

УУД:

Личностные: осознание ответственности за общее дело

Познавательные: поиск и выделение информации, установление причинно-следственных связей, осознанное построение речевого высказывания, конструирование информации в нужной форме

Коммуникативные:решение учебных проблем возникших в ходе индивидуальной работы

Регулятивные: перед тем, как начать действовать определяет последовательность действий

Учитель: Выполните задание устно: (Слайд 9)

1)      Какие из следующих моделей являются материальными, а какие информационными?

-  Математическая формула

- Манекен

- Муляж

- Сборочный чертеж

- Оглавление книги

- Блок-схема алгоритма

- Авиамодель

- Карта местности

Ответ:

2) Составьте различные информационные модели квадрата.

Ответ: чертеж, текст, формула. (Слайд 10)

                              КВАДРАТ                 S=a²

5. Физминутка: упражнения для глаз.

Цель этапа:использование здоровьесберегающих элементов для снятия напряжения с учащихся и более продуктивной работы на следующем этапе урока.

6.  Практическая работа на компьютере.

Цель этапа:

• закрепить новые знания о моделировании, этапах моделирования, особенностях объектно-ориентированного программирования и применять полученные знания к решению задач компьютерным способом.

• Мотивирование к самостоятельному выполнению учебных действий

УУД:

Личностные: осознание ответственности за общее дело

Познавательные: поиск и выделение информации, установление причинно-следственных связей, осознанное построение речевого высказывания, конструирование информации в нужной форме

Коммуникативные:решение учебных проблем возникших в ходе индивидуальной работы

Регулятивные: перед тем, как начать действовать определяет последовательность действий

Учащимся раздаются технологические карты практической работы.

Учитель: Все получат оценки за практическую работу на уроке. 

1 модель – оценка «3»,

2 модели – оценка «4»,

3 модели – оценка «5»,

Задания для практической работы.

1. Создать графическую модель светофора в графическом редакторе Paint

2. Создать словесную модель человека в текстовом редакторе Word.

3 .Создать табличную модель расписания уроков в электронных таблицах Excel.

Уч-ль ребята, давайте проверим что у вас получилось. И выставим себе оценки за практическую работу

7. Домашнее задание. Учащимся предлагается выполнить проект.

Цель учителя: концентрация внимания учащихся на изученном материале, постановка задач для продолжения работы дома.

Задание на дом: Карта учебного проекта для домашнего задания.

Проект домашнего задания

8.Итог урока.

• С чем мы сегодня познакомились?

• Что такое модель?

• Что такое моделирование?

9. Рефлексия

Самоанализ урока информатики в 11 классе,

проведенного учителем информатики,

Жиренковой Екатерины Эдуардовны.

Урок «Моделирование как метод познания» является первым из восьми отведенных на изучение данной темы по плану занятий. Это урок формирования новых умений. Он позволяет, опираясь на ранее полученные знания о моделировании и программировании.

Данный урок проводился в 11 классе, класс общеобразовательный. Уровень Учебник «Информатика и ИКТ» под редакцией Н.Д. Угриновича, авторской программы основного общего образования по информатике под редакцией Н.Д. Угриновича.

Цель урока:

• Формирование у учащихся понятия моделирования как метода познания;

• Рассмотрение форм представления моделей.

Задачи урока:

Обучающая:

• Сформировать у учащихся понятие моделирования как метода познания;

• Сформировать у учащихся понятия «модель», «моделирование», «информационная модель»;

• Научиться строить информационные модели (словесные, графические и табличные);

• 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 классифицировать познавательные объекты;

• Создать условия для развития у школьников умения работать во времени.

Воспитывающая:

• Осуществлять эстетическое воспитание;

• Способствовать обогащению внутреннего мира школьников.

Для учителя:

• организовать деятельность учащихся для развития теоретического, творческого мышления, а также формирование операционного мышления;

• продолжить формирование умений и навыков, носящих в современных условиях общенаучный и общеинтеллектуальный характер;

• способствовать формированию регулятивных универсальных учебных действий: учить планировать свои действия в соответствии с поставленной задачей, осуществлять действия самооценки и самоконтроля;

• создать условия для развития познавательного интереса, воспитания информационной культуры.

Для учащихся:

• грамотно планировать свои действия в соответствии с поставленной задачей;

• осуществлять действия самооценки и самоконтроля.

В классе5 человек. Из них 5 девочек. В классе обучаются дети разного уровня подготовки и восприятия (средний уровень- 1, хорошо подготовленные - 4).

Отобранное содержание урока, оборудование урока, организация активной мыслительной деятельности учащихся на всех этапах урока способствовали достижению образовательных целей урока, стимулировали познавательные интересы учащихся.

Данный урок иллюстрирует реализацию системы работы по формированию ключевых компетенций обучающихся в действии. Основываясь на психологических особенностях детей, уровне их развития, урок был построен так, чтобы все дети чувствовали себя комфортно и удалось достичь поставленной цели.

Моделирование является одним из ключевых умений не только информатики, но и других дисциплин, таких как химия, физика, математика. Поэтому умение составлять математические модели и применять при решении практических задач трудно переоценить. Урок проводится в рамках КТП, рабочей программы по предмету и направлен на повышение информационной культуры учащихся, а значит, на развитие личности каждого ребенка.

Рассмотрим этапы урока.

Организационный момент реализовывал цель учителя: психологический настрой учеников на урок, знакомство с планом урока. Цель учащихся: позитивный настрой на работу, организация рабочего места. Учитель в сотрудничестве с детьми осуществляет формулировку личных целей учащихся, конкретизируя сформулированные ранее задачи.

На этапе «Постановка целей урока» учитель ставил цель повторения понятия моделирования, этапов моделирования.

Цель учеников: повторить и закрепить новые и изученные ранее знания о моделировании.

На данном этапе формировались познавательные универсальные учебные действия, такие как осуществление выбора наиболее эффективных способов решения информационной задачи, структурирование информации.

Регулятивныеуниверсальные учебные действия: определяют роль учебной деятельности, осуществляют поиск ее достижения, работа по составленному плану в соответствии с поставленной задачей.

Личностные универсальные учебные действия: внутренняя позиция на уровне положительного отношения к школе, мотивационная основа учебной деятельности.

Коммуникативныеуниверсальные учебные действия: адекватное использование речевых средств, для решения коммуникативных задач, формулирование собственного мнения в позицию, умение договориться с людьми иного мнения, изменять свою точку зрения.

На этапе «Введения нового материала» учитель ставил перед собой цель повторить и актуализация учебного содержания необходимого и достаточного для восприятия нового материала, актуализация мыслительных операций, необходимых для восприятия нового материала, мотивирование к самостоятельному выполнению учебных действий

УУД:

Личностные: осознание ответственности за общее дело

Познавательные: поиск и выделение информации, установление причинно-следственных связей, осознанное построение речевого высказывания

Коммуникативные: планирование учебного сотрудничества с учителем и одноклассниками

Регулятивные: перед тем, как начать действовать определяет последовательность действий

Физкультминутка

Цель учителя на данном этапеурока – использование здоровьесберегающих элементов для снятия напряжения с учащихся и более продуктивной работы на следующем этапе урока.

Цель учащихся: дать отдых для некоторых групп мышц, задействованных во время работы за компьютером и снятие умственного напряжения.

Практическая работа. Дети запускают готовый проект и вводят значения, предлагаемые учителем. В графическом поле появляется траектория движения тела. При таких данных снаряд в стенку не попадает. Меняя угол, производят пристрелку. На данном этапе обучающиеся осуществляли констатирующий и предвосхищающий контроль по предположительному результату и по способам действия, актуальный контроль на уровне произвольного внимания.

В рамках закрепления изучаемой темы обучающимся было предложено сравнить исследования в различных программных средах. Они сделали вывод о преимуществах визуальной среды программирования при исследовании моделей различных процессов.

Цель учителя на данном этапеурока – проверить уровень сформированности ключевых компетенций по информатике с опорой на уже изученный материал и актуализацию новых знаний, получение учащимися знаний о других способах решения задач на моделирование. Цель учащихся: показать полученные знания и умения по данной теме.

Регулятивныеуниверсальные учебные действия: планировать свои действия в соответствии с поставленной задачей, учитывать установленные правила.

Познавательные универсальные учебные действия: установление аналогии с изученными правилами, сопоставление и отбор нужной информации.

Коммуникативныеуниверсальные учебные действия: уметь оформлять свои мысли в устной и письменной речи с учетом различных ситуаций, отстаивать свою точку зрения, обосновывая ее, подтверждая фактами.

Домашнее задание.

Цель учителя: концентрация внимания учащихся на изученном материале, постановка задач для продолжения работы дома.

Целеполагание учащихся: выделение главного в изученном материале, позитивный психологический настрой на работу дома.

РефлЕксия урока. Адекватная самооценка правильности выполнения действий и внесение необходимых корректив в процессе работы на каждом этапе урока, обучающиеся выделили альтернативные способы решения компьютерной задачи и грамотно оценили возможности каждого, адекватно оценили свои возможности достижения цели определенной сложности в различных сферах самостоятельной деятельности, соотнесли целеполагание урока с результатом его достижения и разрешения учебной задачи.

В качестве результата урока можно рассматривать следующее. Обучающиеся в течение всего занятия демонстрировали активность, высокую мотивацию, организованность. Высокий темп урока позволил рационально расходовать учебное время, сделать урок плотным, содержательным, мобильным, интересным. Ценным для обучающихся явилось то, что ярко проявилась практическая направленности информатики и связь предмета с физикой. Практическая и самостоятельная работа, выполненная обучающимися, явилась показателем хорошего качества усвоения учебного материала, повышенного информационного кругозора и культуры навыков программирования.

Таким образом, на уроке были реализованы ключевые принципы ФГОС и образовательной программы школы:

• принцип психологической комфортности;

• принцип целостности содержания (прослеживалась связь с ранее изученным материалом);

• принцип ориентированной функции (дети осознали значимость приобретенных знаний).

На протяжении всего урока осуществлялось формирование метапредметных, предметных, личностных компетенций учащихся. Также на протяжении всего занятия осуществлялся контроль и самоконтроль, развивающая и воспитательная задачи урока решались в единстве с образовательной. Считаю, что урок цели достиг.