Урок №6

Тема:  Етапи побудови інформаційної моделі. Побудова інформаційних моделей.

Мета:

навчальна: формування уявлень про етапи побудови інформаційної моделі, можливі труднощі та способи їх подолання; ознайомити із реалізаціями моделей у різних сферах;

розвивальна: розвиток логічного мислення, креативності; уміння аналізувати, зіставляти, порівнювати, виділяти головне, встановлювати причинно-наслідкові зв'язки;

виховна: інформаційної культури учнів, уважності, акуратності.

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Обладнання: комп’ютер, проектор, підручники (друковані або в електронному вигляді) , тематичне відео.

Хід уроку

1. Організаційний момент.

Вітання з класом. Перевірка присутності і готовності учнів до уроку. Перевірка виконання домашнього завдання.

2. Мотивація навчальної діяльності

Повідомлення теми , мети та завдань уроку

Розвиток зацікавленості вивчення нової теми.

3. Актуалізація опорних знань.

Дайте відповідь на запитання:

—     Що таке модель ?

—     Яку модель варто використати при плануванні виробництва?

—     Як можна класифікувати моделі ?

—     Якою моделлю можна представити Інтернет?

—     Які особливості мають інформаційні моделі ?

4. Виклад нового матеріалу.

З яких етапів складається процес створення інформаційної моделі?

Матеріальний і нематеріальний об’єкт можна розглядати як модель, що дає змогу досліджувати властивості реального об’єкта.

Чітких правил створення моделі не існує. Однак завжди потрібно спочатку виконати постановку задачі: визначити мету створення моделі, початкові (вхідні) дані та передбачувані результати, а також виділити основні етапи її створення Інформаційна модель є обов’язковою при створенні моделі будь-якого типу.

Постановка задачі завжди передує розробці інформаційної моделі. Спочатку задача формулюється звичайною мовою (вербально)— здійснюється її опис. На цьому етапі важливо визначити об’єкт моделювання, детально описати його властивості, з’ясувати, які з них є суттєвими для даної задачі, та визначити очікуваний результат. У результаті створюється вербальна інформаційна модель.

Наприклад, для дослідження того, як працює фонтан , можна створити матеріальну модель, яка реалізовуватиме систему подачі води даного фонтану. При цьому суттєвими властивостями об’єкта фонтан буде застосована технологія. Якщо людина хоче створити подібний фонтан у себе вдома, суттєвою властивістю є, наприклад, його зовнішній вигляд та розмір.

На етапі розробки самої моделі спочатку проводиться формалізація — етап переходу від словесного опису зв’язків між об’єктами та їх властивостями до побудови інформаційних моделей за допомогою деякої формальної мови кодування (мова схем, мова математики тощо).Фактично утворюється знакова інформаційна модель. Результатом формалізації є знакова модель: математична, схема, графік, таблиця , або образи.

Формалізація — процес створення інформаційної моделі за допомогою формальних мов, при якому здійснюється перехід від словесного опису зв’язків між виділеними властивостями об’єкта до опису, який використовує деяку мову кодування (мова схем, мова математики тощо).

Часто використовують знакову форму подання моделі, наприклад, карти місцевості, креслення, електричні схеми, графіки зміни температури повітря, об’ємів виробництва тощо. З частиною ви зустрічалися на уроках природознавства та географії.

Якщо між величинами, які характеризують об’єкт чи процес, встановлено співвідношення у вигляді математичних рівнянь та формул, то говорять про створену математичну модель та масштабування (у випадку карт та креслень).

За допомогою математичних моделей описуються розв’язки різних логічних задач, фізичних процесів. Наприклад, модель нагрівання тіла :

Q=c*m*Δt

При опрацюванні математичних моделей виконують відповідні математичні операції — розв’язують рівняння чи нерівності.

Математичне моделювання сьогодні активно застосовується в різних галузях діяльності людини: медицині, економіці, плануванні, прогнозуванні, управлінні, проектуванні машин, механізмів і систем тощо.

Знакові форми подання інформаційної моделі можуть бути комп’ю­терними та некомп’ютерними. Оскільки знакова форма доступна для опрацювання за допомогою комп’ютера, то можна створювати комп’ютерну модель, тобто інформаційну модель, реалізовану за допомогою комп’ютерних програм.

Для чого використовується комп’ютерне моделювання?

У наш час комп’ютерне моделювання, як потужний засіб пізнання світу, стало провідною інформаційною технологією в ряді наук і галузей практичної діяльності для дослідження явищ і процесів у природі та суспільстві.

Моделі, що досліджуються за допомогою комп’ютера, можуть описувати досить різноманітні об’єкти, такі як мости, архітектурні споруди, літаки тощо, а також імітувати їх функціонування, протікання різноманітних процесів, пов’язаних із ними. Дослідження таких моделей дає змогу вивчити властивості багатьох об’єктів, без безпосереднього доступу до них. Це дає можливість суттєво зменшити матеріальні та часові витрати для вивчення властивостей ще не споруджених будинків, літаків, двигунів тощо.

Крім виконання числових розрахунків, комп’ютерне моделювання дає змогу відтворити явища, які в реальних земних умовах людині відтворити не під силу. Це, наприклад, рух материків, дія землетрусів, народження нової зірки, зміна напрямків морських підводних течій тощо. При вивченні цих явищ на допомогу приходять комп’ютери та програми, які складаються кваліфікованими програмістами разом із фахівцями: фізиками, географами, біологами...

Комп’ютерне моделювання має також унікальні можливості для опису й розрахунку експериментів, які небажано виконувати в реальному житті. Це, наприклад, моделі ядерного вибуху, пожежі на підприємстві, військові дії, зіткнення автомобілів чи поїздів тощо. За допомогою комп’ютерних моделей можна досить точно отримати деталі цих катастрофічних процесів.

Як створювати інформаційні моделі в різних програмних середовищах?

Існують різні програми для створення, опрацювання та дослідження інформаційних моделей. Одну й ту саму задачу можна розв’язати, скориставшись різними програмами. Обране програмне середовище дає змогу за певним алгоритмом створювати інформаційну модель. Добір потрібних програм для створення інформаційної моделі залежить від мети її створення, знань й умінь дослідника, призначення обраного комп’ютерного середовища.

5. Самостійне виконання учнями завдань під контролем і за допомогою вчителя

Учні формують інформаційну модель персонального комп’ютера.

7. Підбиття підсумків уроку

8. Повідомлення домашнього завдання

Опрацювати відповідний параграф підручника.