Формирование понятия моделирование в школьном курсе информатики
Теоретические основы преподавания раздела информатики "Моделирование и формализация" в школе. Разработка системы задач по моделированию в различных средах (графический и текстовый редакторы, электронные таблицы, система программирования Visual Basic).
Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 26.09.2012 |
Размер файла | 127,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Анаконда -- длинная. У электрички «глаза» горят. Человек бодрствует днем. На баранов коты не охотятся. Сова покрыта перьями. Мышей ужи ловят, а баранов -- нет. Человек не длинный. Сова может передвигаться на двух ногах. Человек не ловит мышей. Анаконды ловят баранов. Совы не длинные. Уж не может передвигаться на двух ногах. Электричка когти не втягивает. Кот -- животное не длинное. У совы глаза горят. Кошки ловят мышей. Тело анаконды перьями не покрыто. Уж не имеет перьев. Кот втягивает когти. Ночного образа жизни электрички не ведут. Глаза у кошек горят. Люди баранов не ловят. Когти сова втягивать не умеет. Электрички -- длинные. Уж ведет ночной образ жизни. Кошки не умеют ходить на двух ногах. На баранов сова не охотится. Анаконда ведет ночной образ жизни. Человек -- без перьев. Длинным уж не является. На двух ногах анаконда не передвигается. Электричка не охотится ни на мышей, ни на баранов. Человек не относится к существам, у которых горят глаза. Кошки ведут ночной образ жизни. На мышей анаконда не охотится. Глаза у ужа не горят. Анаконда не имеет когтей. Днем сова спит. Электрички не передвигаются на двух ногах. Когти у человека не втягиваются. У кота перьев нет. У анаконды глаза горят. Уж не втягивает когти. Человек передвигается на двух ногах. Мышей сова ловит. Перьями электричка не покрыта.
Попробуйте, пользуясь этим набором, ответить на следующие вопросы:
1) Кто ловит мышей?
2) Кто ведет ночной образ жизни?
3) Какие общие свойства у ужа и анаконды?
4) Кто (что) длинное и имеет горящие глаза?
Алгоритм:
1) Построить таблицу с 7 столбцами: свойство, кот, сова, человек, уж, анаконда, электричка;
2) плюсом отметить наличие соответствующего признака, а минусом -- его отсутствие;
3) Найти ответы на перечисленные вопросы.
На закрепление знаний: Праздник -- это приятное событие в нашей жизни, будь то Новый год, день рождения или какой-то другой... В такие дни люди нередко дарят друг другу поздравительные открытки. Их можно купить в магазине. Но более запоминающейся будет открытка, сделанная «своими руками», например оформленная на компьютере.
Алгоритм:
1) Создать новый документ в среде текстового процессора.
2) Установить параметры страницы.
3) Установить обрамление страницы.
4) Установить 2 колонки.
5) Вставить рисунок из коллекции рисунков.
6) Установить выравнивание по центру строки.
7) Дополнить левую колонку пустыми строками сверху и снизу рисунка для центрирования его по вертикали.
8) Вставить объект WordArt в качестве заголовка.
9) Набрать текст и подпись.
10) Подобрать параметры текста опытным путем.
На проверку знаний: Построить граф неполную классификацию геометрических объектов.
Алгоритм:
1) Среди геометрических объектов выделить линии, плоские фигуры и объемные тела.
2) Среди линий, в свою очередь, выделяются прямые, кривые и ломаные.
3) Среди плоских фигур -- круги, эллипсы, параллелограммы и трапеции.
4) Параллелограммы -- на прямоугольники и ромбы.
5) Среди объемных тел -- шар, конус, призма, пирамида.
Электронные таблицы
На первоначальное усвоение знаний: Незнайка, Торопыжка и Кнопочка летом занялись выращиванием овощей. Когда собрали урожай, оказалось, что Незнайка вырастил 40 кг капусты, 15 кг моркови, 10 кг огурцов и 18 кг лука. Торопыжка вырастил 50 кг капусты, 25 кг моркови, 12 кг огурцов и 2 кг лука. Кнопочка вырастила 30 кг капусты, 30 кг моркови, 20 кг огурцов и 5 кг лука. Вопросы: Сколько всего овощей вырастил каждый из человечков? Какое общее количество овощей одного вида вырастили все три человечка вместе? И, наконец, сколько всего овощей было собрано?
Алгоритм:
1) Занести всю исходную информацию в таблицу со столбцами: человек, капуста, морковь, огурцы, лук.
2) Добавить в таблицу итоговую строку, значение которой считается с помощью формулы = СУММ (первая ячейка столбца, последняя ячейка) и растягиваем ее на остальные ячейки строки.
3) Добавить в таблицу итоговую графу, значение которой считается с помощью формулы = СУММ (первая ячейка строки, последняя ячейка строки) и растягиваем ее на остальные ячейки столбца.
4) Ответом на первый вопрос будет итоговая графа таблицы.
5) На второй итоговая строка.
6) На третий -- число в правом нижнем углу -- на пересечении итоговой графы и итоговой строки.
На закрепление знаний: В магазине продаются обои. Наименования, длина и ширина рулона известны. Для удобства обслуживания надо составить таблицу, которая позволит определить необходимое количество рулонов для оклейки любой комнаты. Исходные данные: обрезки 10%, высота, длина и ширина комнаты, неоклеиваемая поверхность 15%.
Алгоритм:
1) Построим и заполним таблицу со столбцами: исходные данные (комнаты и обоев), промежуточные расчеты, результаты;
2) В ячейку со значением площадь стен вобьем формулу: = 2*((длина комнаты) + (ширина комнаты))*(высота комнаты)*(1-(неоклеиваемая поверхность));
3) Посчитаем площадь рулона, для каждого образца обоев, по формуле: = (1-(обрезки))*(длину рулона)*(ширину рулона);
4) Рассчитаем количество рулонов необходимое для оклейки комнаты по формуле: = ЦЕЛОЕ ((площадь стен)/(площадь рулона)) + 1.
На проверку знаний: Дана таблица дневных и ночных температур за месяц ноябрь и его среднестатистическая температура. Найти среднюю температуру, максимальную дневную и ее дату и минимальную ночную температуру за месяц, количество теплых дней и дни, когда следовало протапливать помещение (t'<8 'C).
Алгоритм:
1) Построить и заполнить таблицу с ячейками исходная среднестатистическая температура, максимальная дневная температура, минимальная ночная температура, средняя температура данного месяца, количество теплых дней и столбцами: дата, дневная t'C, ночная t'C, среднесуточная t'C, теплые дни, дата с максимальной температурой, протапливание;
2) В столбце дата заполнить первую ячейку, остальные заполнить по формуле: = [первая ячейка с датой] + 1;
3) В столбец среднесуточная записать формулу: = ([дневная t'C] + [ночная t'C])/2;
4) В столбец теплые дни записать формулу: = ЕСЛИ ([среднесуточная t'C]>$ [ячейка среднесуточной температуры]$; 1;0), единицей отмечаются теплые дни;
5) В ячейку максимальная дневная температура записать формулу: = МАКС ([первое значение дневной температуры] : [последнее значение дневной температуры]);
6) В ячейку минимальная ночная температура записать формулу: = МИН ([первое значение ночной температуры] : [последнее значение дневной температуры]);
7) В ячейку средняя температура данного месяца записать формулу: = СРЗНАЧ ([первое значение среднесуточной температуры] : [последнее значение среднесуточной температуры]);
8) В ячейку количество теплых дней записать формулу: = СУММ ([первая ячейка столбца Теплые дни] : [последняя ячейка столбца Теплые дни]);
9) В столбец дата с максимальной дневной температурой записать формулу: = ЕСЛИ ([первая ячейка с дневной температурой] = [фиксированная ячейка с максимальной дневной температурой] ; [первая ячейка с датой] ; ”--”);
10) В столбец протапливание записать формулу: = ЕСЛИ ([первая ячейка со среднесуточной температурой] < 8; ”протапл.” ; ”--”);
11) Узнать интересующие данные.
Развивающие и занимательные задачи: Электрик Петров приставил к стене лестницу и, поднявшись вверх, остановился на одной из ступенек. В это время концы лестницы начали скользить вдоль стены и пола. Провести исследование, по какой кривой будет падать вниз электрик Петров.
Алгоритм:
1) Определить первоначальные данные (высота лестницы, кол-во ступенек, ступеньки, на которой стоит Электрик).
2) Построить математическую модель (с помощью чертежа) и вычислить координаты ступеньки, на которой стоит Электрик.
3) Построить компьютерную модель в среде табличного редактора.
4) Из исходных данных и промежуточных расчетов получить искомый результат.
Моделирование в системе программирования Visual Basic.
На первоначальное усвоение знаний: Найти графическим методом корень уравнения х3 = sin(x), которое не имеет точного алгебраического решения.
Алгоритм:
1) Разместить на форме графическое поле picGraph, в котором будет производиться построение графика.
2) Разместить на форме кнопку cmd1 и создать событийную процедуру построения графика, в которой будет:
• установлен масштаб;
• в цикле осуществлено построение графика функции;
• нарисованы оси координат и в циклах напечатаны на них числовые шкалы;
• в цикле выведены вертикальные линии координатной сетки.
3) Поместить на форму кнопку cmd2 и создать для нее событийную процедуру построения графика функции у = х3:
Private Sub cmd2_Click()
For sngX = -10 To 10 Step 0.01
picGraph. PSet (sngX, sngX ^ 3), vbRed
Next sngX
End Sub
4) Для более точного решения уравнения добавить в существующую процедуру построения графика первой функции у = sinx координатную сетку:
Координатная сетка For bytl = -10 То 10
picGraph.Line (bytI, 2)-(bytI, -2) , vbCyan
Next bytI
For bytl = -2 To 2 Step 0.2 picGraph.Line (-10, bytI)-(10, bytI)
Next bytI
5) Запустить проект и щелкнуть по кнопкам График 1 и График 2.
На закрепление знаний: Разработать на языке Visual Basic компьютерную модель, позволяющую доказать методом Монте-Карло, что выпадение монеты «орлом» или «решкой» равновероятно. О -- количество точек («орел»), попавших в левую часть квадрата, координаты которых удовлетворяют условию: -1 <= X And X < О And -1 <= Y And Y <= 1.
R -- количество точек («решка»), попавших в правую часть квадрата, координаты которых удовлетворяют условию: О < X And X <= 1 And -1 <= Y And Y <= 1.
Алгоритм:
1) Поместить на форму графическое поле, в котором будет отображаться процесс случайной генерации точек, в нем нарисовать квадрат со стороной, равной 1, и оси координат.
2) Поместить на форму текстовое поле txtN для ввода числа генерируемых точек, поле txtO для вывода числа точек, попавших в левую половину квадрата («орел»), и поле txtR для вывода числа точек, попавших в правую половину квадрата («решка»).
3) Поместить на форму кнопку и создать для нее событийную процедуру, которая обеспечивает ввод количества генерируемых точек в переменную IngN, генерацию случайных точек, подсчет в переменной IngO количества точек попавших в левую половину квадрата и подсчет в переменной IngR количества точек попавших в правую половину квадрата:
Dim dblX, dblY As Double, I, IngN, IngO, IngR As Long
Private Sub cmdl_Click()
IngO = 0
IngR = 0
IngN = txtN.Text
picl.Cls
picl.Scale (-1, 1)-(1, -1) picl.Line (-1, 1)-(1, -1), , В
Генерация точек For I = 1 To IngN dblX = 2 * Rnd - 1 dblY = 2 * Rnd - 1 picl.PSet (dblX, dblY)
If -1 <= dblX And dblX < 0 And -1 <= dblY And dblY <= 1 Then IngO = IngO + 1
Else
IngR = IngR + 1 End If Next I
txtO.Text = IngO txtR.Text = IngR 'Ось X
picl.Line (-1, 0)-(l, 0) For I = -1 To 1 picl.PSet (I, 0) picl.Print I Next I 'Ось Y
picl.Line (0, -l)-(0, 1)
For I = -1 To 1
picl.PSet (0, I)
picl.Print I
Next I
End Sub
4) Ввести количество генерируемых точек. После щелчка по кнопке Пуск в графическом поле будет отображен процесс генерации случайных точек, а в текстовые поля выведены количества выпадений «орла» и «решки».
На проверку знаний: В процессе тренировок теннисистов используются автоматы по бросанию мячика в определенное место площадки. Необходимо задать автомату необходимую скорость и угол бросания мячика для попадания в площадку определенного размера, находящуюся на известном расстоянии.
1) Разместить на форме шесть текстовых полей:
· txtVO для ввода значений начальной скорости;
· txtA для ввода угла бросания;
· txtS для ввода расстояния до площадки;
· txtL для ввода длины площадки;
· txtX для вывода координаты х падения мячика;
· txtM для вывода текстового сообщения о результатах броска.
2) Поместить на форму метки для обозначения полей и единиц измерения.
3) Поместить на форму кнопку и создать для нее событийную процедуру, которая обеспечивает присвоение переменным значений, введенных в текстовые поля, вычисление координаты х падения мячика и вывод результатов на форму с использованием конструкции выбора Select Case:
Const G As Single = 9.81 Const Pi As Single = 3.14 Dim VO, A, S, L As Double Private Sub CmdCalc_Click () rВвод начальных значений VO = Val(txtVO.Text) A = Val(txtA.Text) S = Val(txtS.Text) L = Val(txtL.Text) 'Попадание в площадку
X = VO Л 2 * Sin (2 * A * Pi / 180) / G
txtX.Text = X
Select Case X
Case Is < S
txtM.Text = "Недолет"
Case Is > S+L
txtM.Text = "Перелет"
Case Else
txtM.Text = "Попадание" End Select End Sub
Для визуализации формальной модели построим траекторию движения тела (график зависимости высоты мячика над поверхностью земли от дальности полета). Снабдим график осями координат и выведем положение площадки.
4) Поместить на форму графическое поле, в котором будет осуществляться построение графика, и дополнить программный код событийной процедурой:
Построение графика
For Т = 0 То 10 Step 0.1
Y = V0 * Sin (А * Pi / 180) * Т - G / 2
X = V0 * Cos (А * Pi / 180) * T picl.Scale (0, 15) - (S + 5, -5) picl.PSet (X, Y) Next T fОсь X
picl.Line (0, 0)- (50, 0) For I = 0 To 50 Step 5
picl.PSet (I, 0) picl.Print I Next I
'Ось Y
picl.Line (0, -5)-(0, 15) For I = -5 To 20 Step 5 picl.PSet (0, I) picl.Print I Next I ' Площадка
picl.Line (S, 0.2)-(S + L, 0.2)
5) Запустить проект и ввести значения начальной скорости, угла, расстояния до площадки и ее длины. Щелкнуть по кнопке Бросок. В текстовых полях будут выведены результаты, а в графическом поле появится траектория движения тела. Подобрать значения начальной скорости и угла бросания, обеспечивающие попадание в мишень.
6) Удалить с формы текстовые поля txtA для ввода значения угла и txtM для вывода результатов и графическое поле picl. Поместить на форму текстовые поля txtP для ввода точности определения диапазона углов и txtAl для вывода значений этого диапазона.
7) Внести изменения в программный код событийной процедуры:
Private Sub CmdCalc_Click() г Вв од начальных значений VO = Val(txtVO.Text) S = Val(txtS.Text) L = Val(txtL.Text) P = Val(txtP.Text) txtAl.Text = "" For A = 0 To 90 Step P 'Попадание в площадку X = VO A 2 * Sin (2 * A * Pi / 180) / G
If S <= X And X <= S + L Then
txtAl.Text = txtAl.Text + Str(A)
End If
Next A
End Sub
8) Запустить проект и ввести скорость бросания мячика, расстояние до площадки и ее длину, а также точность определения диапазона углов.
Занимательные и развивающие задачи: Логическая задача. Учитель математики просит поставить ему первый или второй урок, учитель информатики -- первый или третий, а учитель физики -- второй или третий уроки. Какие и сколько вариантов расписания можно составить, учитывая пожелания учителей?
Алгоритм:
1) Поместить на форму кнопку и создать событийную процедуру, определяющую истинность логического выражения и печатающую на форме значения логических аргументов, при которых истинность достигается:
Private Sub cmdl_Click()
For M1 = -1 To 0
For M2 = -1 To 0
For I1 = -1 To 0
For I3 = -1 To 0
For F2 = -1 То 0
For F3 = -1 То 0
If (M1 Or М2) And (I1 Or 13) And (F2 Or F3) And (Not M1 Or Not M2) And (Not I1 Or Not I3) And (Not F2 Or Not F3) And (Not M1 Or Not I1) And (Not M2 Or Not F2) And (Not I3 Or Not F3) = -1
Then frml. Print -M1; -M2; -I1; -I3; -F2; -F3
Next F3
Next F2
Next I3
Next I1
Next M2
Next M1
End Sub
2) Запустить проект и щелкнуть по кнопке Составить расписание. На форме будут напечатаны два набора значений логических переменных, при которых выполняются все логические условия.
2.2 Методические рекомендации по изучению
В данной содержательной линии изучаются вопросы:
* Место моделирования в базовом курсе.
* Понятие модели; типы информационных моделей.
* Что такое формализация.
* Табличная форма информационных моделей.
И имеется достаточно обширная область приложений темы моделирования в курсе информатики.
Прежде чем перейти к прикладным вопросам моделирования, необходим вводный разговор, обсуждение некоторых общих понятий, в частности тех, которые обозначены в обязательном минимуме. Для этого в учебном плане должно быть выделено определенное время под тему «Введение в информационное моделирование». Для учителя здесь возникают проблемы как содержательного, так и методического характера, связанные с глубоким научным уровнем понятий, относящихся к этой теме. Методика информационного моделирования связана с вопросами системологии, системного анализа. Степень глубины изучения этих вопросов существенно зависит от уровня подготовленности школьников. В возрасте 14 -- 15 лет дети еще с трудом воспринимают абстрактные, обобщенные понятия. Поэтому раскрытие таких понятий должно опираться на простые, доступные ученикам примеры.
В зависимости от количества учебных часов, от уровня подготовленности учеников вопросы формализации и моделирования могут изучаться с разной степенью подробности. Их можно разделить на три уровня изучения: первый -- минимальный, второй -- дополненный, третий -- углубленный уровень.
В соответствии с тремя отмеченными уровнями можно выделить три типа задач из области информационного моделирования, которые по возрастанию степени сложности для восприятия учащимися располагаются в таком порядке:
1) дана информационная модель объекта; научиться ее понимать, делать выводы, использовать для решения задач;
2) дано множество несистематизированных данных о реальном объекте (системе, процессе); систематизировать и, таким образом, получить информационную модель;
3) дан реальный объект (процесс, система); построить информационную модель, реализовать ее на компьютере, использовать для практических целей.
Разговор с учениками при объяснении понятия «модель» можно вести в форме беседы. Сам термин большинству из них знаком. Попросив учеников привести примеры каких-нибудь известных им моделей, учитель наверняка услышит в ответ: «модель автомобиля», «модель самолета» и другие технические примеры. Хотя материальные модели не являются предметом изучения информатики, их примеры для учеников более понятны и наглядны. Обсудив на таких примерах некоторые общие свойства моделей, можно будет перейти к разговору о свойствах информационных моделей.
Нужно пояснить, что любом случае модель не повторяет всех свойств реального объекта, а лишь только те, которые требуются для ее будущего применения. Поэтому важнейшим понятием в моделировании является понятие цели. Цель определяет те свойства объекта-оригинала, которые должны быть воспроизведены в модели.
Полезно отметить, что моделировать можно не только материальные объекты, но и процессы. Например, конструкторы авиационной техники используют аэродинамическую трубу для воспроизведения на земле условий полета самолета. В такой трубе корпус самолета обдувается воздушным потоком. Создается модель полета самолета, т. е. условия, подобные тем, что происходят в реальном полете. На такой модели измеряются нагрузки на корпусе, исследуется прочность самолета и пр. С моделями физических процессов работают физики-экспериментаторы.
Закрепив в сознании учеников понимание смысла цепочки: объект моделирования -- цель моделирования -- модель, можно перейти к разговору об информационных моделях. Информационная модель -- это информация об объекте моделирования. Она может быть представлена в разной форме, поэтому существуют различные формы информационных моделей. В их числе, словесные, или вербальные модели, графические, математические, табличные. Следует иметь в виду, что нельзя считать этот список полным и окончательным и старших классах при изучении профильных курсов могут быть рассмотрены и другие виды информационных моделей.
Построение информационной модели и ее форма представления зависит от цели создания. Всякий реальный объект обладает бесконечным числом свойств, поэтому для моделирования должны быть выделены только те свойства, которые соответствуют цели. Процесс выделения существенных для моделирования свойств объекта, связей между ними с целью их описания называется системным анализом.
Здесь же нужно пояснить, что формализация -- это замена реального объекта или процесса его формальным описанием, т. е. его информационной моделью.
Далее следует объяснить ученикам методику представления информационных моделей в виде таблицы, так как очень часто в табличной форме представляется информация в различных документах, справочниках, учебниках. Табличная форма придает лаконичность и наглядность данным, структурирует данные, позволяет увидеть закономерности в характере данных.
Умение представлять данные в табличной форме -- очень полезный общеметодический навык. Практически все школьные предметы используют таблицы, но ни один из них не учит школьников методике построения таблиц. Эту задачу должна взять на себя информатика. Приведение данных к табличной форме является одним из приемов систематизации информации -- типовой задачи информатики.
Среди разделов базового курса, относящихся к линии информационных технологий, непосредственное отношение к таблицам имеют базы данных и электронные таблицы. Предварительный разговор о таблицах, их классификации, приемах оформления является полезной пропедевтикой к изучению этих технологий.
Вводится классификация таблиц. Описывается два типа таблиц: таблицы типа «объект -- свойство» и «объект -- объект». Это наиболее простые и наиболее часто встречающиеся типы таблиц.
Второй, дополнительный уровень изучения темы моделирования в базовом курсе связан с обсуждением таких понятий, как: система, структура, граф, деревья, сети. Необходимо отметить, что эти понятия постепенно начинают проникать в перечень обязательных для изучения в рамках базового курса. Знания элементов теории систем придают целостность и понятийную полноту содержательной линии «Формализация и моделирование». В большинстве учебников по базовому курсу информатики изложение вопросов системологии отсутствует.
Понятие «система» часто употребляется как в научных дисциплинах, так и в повседневной жизни. Во многих случаях понятие системы считается интуитивно ясным. Однако для информатики оно является одним из фундаментальных и требует разъяснения. Совокупность взаимосвязанных данных, предназначенных для обработки на компьютере -- система данных. Совокупность взаимосвязанных программ определенного назначения -- программные системы (ОС, системы программирования, пакеты прикладных программ и др.). Информационные системы -- одно из важнейших приложений компьютерных технологий.
Основным методическим принципом информационного моделирования является системный подход, согласно которому всякий объект моделирования рассматривается как система. Из всего множества элементов, свойств и связей выделяются лишь те, которые являются существенными для целей моделирования. Задача системного анализа, который проводит исследователь -- упорядочить свои представления об изучаемом объекте, для того чтобы в дальнейшем отразить их в информационной модели.
Сама информационная модель представляет собой также некоторую систему параметров и отношений между ними. Просматривается следующий порядок этапов перехода от реального объекта к информационной модели:
Важной характеристикой всякой системы является ее структура. Структура -- это определенный порядок объединения элементов, составляющих систему. Наиболее удобным и наглядным способом представления структуры систем являются графы. Обычно у учащихся не вызывает проблем понимание схем, представленных в форме графа: граф родственных связей, граф системы связанных между собой населенных пунктов и др.
Важной разновидностью графов являются деревья. Дерево -- это графическое представление иерархической структуры системы. Обычно это системы, между элементами которых установлены отношения подчиненности или вхождения друг в друга: системы власти, административные системы, системы классификации в природе и др. Ученики знакомы с понятием «дерево» применительно к системе файлов на дисках компьютера. Многим из них известен смысл понятия «родословное дерево».
Подводя итог, можно сказать, что второй уровень изучения темы «Введение в информационное моделирование» более подробно раскрывает суть системного анализа, знакомит учащихся с таким важным инструментом формализации, как графы.
Третий, углубленный уровень изучения общих вопросов моделирования можно характеризовать как переход от ознакомительного обучения к выработке навыков активного использования методов системного анализа. Чаще всего изучения моделирования на данном уровне происходит в профильных курсах, ориентирующихся на информационное моделирование, но подходит и для углубленного варианта преподавания базового курса информатики. При углубленном изучении данной линии рекомендуется реализовать на уроках следующий перечень дидактических целей:
§ Научить учеников рассматривать окружающие объекты как системы взаимосвязанных элементов; осознавать, в чем проявляется системный эффект (принцип эмерджентности) в результате объединения отдельных элементов в единое целое.
§ Раскрыть смысл модели «черного ящика». Этот подход характерен для кибернетики и применяется он в тех случаях, когда внутреннее устройство системы не раскрывается, а система рассматривается лишь с точки зрения ее взаимодействия с окружающей средой. В таком случае основными понятиями, характеризующими систему, являются не ее состав и структура, а ее «входы» и «выходы».
§ Дать представление о некоторых методах системного анализа, в частности, декомпозиции, классификации.
§ Научить читать информационные модели, представленные в виде графов и строить граф-модели.
§ Научить учеников разбираться в различных типах таблиц, подбирать наиболее подходящий тип таблицы для организации данных, грамотно оформлять таблицы.
Для выработки искомых навыков полезно использовать задания следующего плана: имеется множество несистематизированных данных, приведенных в вербальной форме. Задача заключается в том, чтобы систематизировать эту информацию, перейдя к другой форме ее представления: к таблице или графу. Такие задачи наглядно показывают, что несистематизированная информация оказывается во многом обесцененной. Систематизация данных имеет особо важное значение для информационного моделирования тогда, когда строятся модели сложных систем: экономических, социальных, производственных с большим числом разнообразных параметров. От исследователя требуется умение классифицировать данные по некоторым признакам, отразить иерархические связи и пр.
Заключение
Содержательная линия формализации и моделирования выполняет в базовом курсе информатики важную педагогическую задачу: развитие системного мышления учащихся. Эффективная работа с большими объемами информации невозможна без навыков ее систематизации. Компьютер предоставляет пользователю удобные инструменты для этой работы, но систематизацию данных пользователь должен выполнять сам.
Информационное моделирование -- это прикладной раздел информатики, связанный с самыми разнообразными предметными областями: техникой, экономикой, естественными и общественными науками и пр. Поэтому практическим решением задач моделирования занимаются специалисты в соответствующих областях. В рамках школьного курса информатики информационное моделирование может быть предметом профильного курса, смежного с другими школьными дисциплинами: физикой, биологией, экономикой и др. Базовый курс информатики дает лишь начальные понятия о моделировании, систематизации данных, знакомит с компьютерными технологиями, применяемыми для информационного моделирования.
В данной курсовой работе были проанализированы нормативные документы и основные учебники в которых содержательная линия «Формализация и моделирование» представлена достаточно полно. Также была сформирована система задач по формализации и моделированию и даны методические рекомендации по изложению данного раздела.
Таким образом, данная курсовая работа может быть использована студентами при прохождении педагогической практики по информатики, а также молодыми специалистами при объяснении материала раздела «Формализация и моделирование».
Список литературы
1. Н. В. Макарова. Информатика. 9 класс -- СПб: Издательство «Питер», 1999. -- 304 с.;
2. И. Г. Семакин, JL А. Залогова, С. В. Русаков, JI. В. Шестакова. Информатика и информационно-коммуникационные технологии. Базовый курс: Учебник для 9 класса -- М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. -- 371 с.;
3. Угринович Н.Д. Информатика и ИКТ. Учебник для 9 класса. 2-е изд., испр. -- М.: Бином. Лаборатория знаний, 2009. -- 295 с.
4. Малев В.В. Общая методика преподавания информатики: Учебное пособие. - Воронеж: ВГПУ, 2005. - 271 с.;
5. Н. В. Макарова. Информатика и ИКТ. Задачник по моделированию. 9-11 класс. Базовый уровень -- Питер, 2007. -- 192 с.;
6. Угринович Н.Д., Босова Л.Л., Михайлова Н.И. Практикум по информатике и информационным технологиям. - М.: ЛБЗ, 2001. - 256 с.;
7. И. Г. Семакин, Е. К. Хеннер. Информатика. Задачник-практикум в 2т. Том 1. -- М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001. -- 304 с.;
8. Бешенков С.А. Моделирование и формализация / С.А. Бешенков, Е.А. Ракитина. М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2002. 336 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Разработка теории и методики преподавания раздела "Алгоритмизация и программирование" в школьном курсе информатики. Методические проблемы изучения алгоритмов работы с величинами. Требования к знаниям учащихся по линии алгоритмизации и программирования.
курсовая работа [70,2 K], добавлен 09.07.2012Основные понятия: модель, моделирование, виды моделей. Пути и способы изучения темы "Моделирование и формализация" в курсе информатики в 8 классе. Создание табличной информационной модели. Понятие информационной модели, системы и структуры системы.
методичка [1,8 M], добавлен 30.05.2013Три типа задач из области информационного моделирования. Элементы системного анализа, его уровни и содержание. Табличные информационные модели, их использование. Информационное моделирование и электронные таблицы. Моделирование знаний в курсе информатики.
презентация [227,2 K], добавлен 19.10.2014Теоретические основы изучения темы "Компьютерное моделирование". Основные принципы преподавания информатики в общеобразовательной школе. Обзор изложения темы в учебниках разных авторов. Общие вопросы разработки дополнительных заданий к элективному курсу.
дипломная работа [5,8 M], добавлен 22.10.2012Системы программирования и их графические возможности. Разработка мультимедиа курса, способствующего эффективному усвоению учащимися базовой школы темы "Графические возможности языка программирования" (на примере языков программирования Basic и Pascal).
дипломная работа [588,3 K], добавлен 29.12.2010Язык программирования Visual Basic: краткая история возникновения, значение и общая характеристика. Изучение основных свойств Visual Basic, синтаксис языка. Обзор ключевых операторов Visual Basic, пользовательские процедуры и функции данного языка.
контрольная работа [36,4 K], добавлен 23.07.2014Обзор учебно-методической, научной литературы и анализ имеющейся методики изучения содержательной линии информатики "Моделирование и формализация". Технология разработки информационно-компьютерной среды для реализации учебно-методического комплекса.
дипломная работа [105,6 K], добавлен 05.08.2011Поколения электронно-вычислительных машин. Устройства вывода информации: мониторы. Современный текстовый процессор Microsoft Word. Программы-переводчики и электронные словари. Современные графические пакеты, редакторы и программы, их возможности.
контрольная работа [51,0 K], добавлен 04.05.2012Понятие "информация" и ее определения. Общая структура информатики. Классификация задач, решаемых на ЭВМ. Архитектура персонального компьютера. Основные концепции построения вычислительных систем. Подготовка текстовых документов. Текстовый процессор Word.
курс лекций [1008,0 K], добавлен 16.10.2010Понятие информатики как научной дисциплины, история ее становления и развития, структура на современном этапе и оценка дальнейших перспектив. Характеристика и анализ содержания различных аспектов информатики: социальных, правовых, а также этических.
контрольная работа [28,9 K], добавлен 10.06.2014