Какую модель можно сделать на информатику своими руками

Добавил пользователь Дмитрий К.
Обновлено: 18.09.2024

Объект (лат. objectum — предмет) — это некоторая часть окружающего мира, рассматриваемая как единое целое. Все, что человек изучает, использует, производит, является объектом. Каждый объект имеет имя, что позволяет отличить один объект от другого (например, стол, атом, город Москва, ураган Катрин и т. п.). Конкретизировать объект можно с помощью параметров. Параметры — это признаки, которые характеризуют какое-либо свойство объекта. Они могут быть количественные (рост, вес, возраст, размер и т. п.) и качественные (форма, материал, цвет, запах, вкус и т. п.). Очень часто можно наблюдать смену состояний объекта в течение времени и, как результат, изменение параметров объекта. Говорят, что происходит некоторый процесс. Переход объекта из одного состояния в другое происходит при воздействии на него других объектов.

Модель (лат. modulus — мера; франц. modele — образец) — искусственно созданный объект в виде схем, чертежей, логико-математических знаковых формул, компьютерной программы, физической конструкции, который, будучи аналогичен (подобен, сходен) исследуемому объекту (явлению, процессу, устройству, сооружению, механизму, конструкции), отображает и воспроизводит в более простом, уменьшенном виде структуру, свойства, взаимосвязи и отношения между элементами исследуемого объекта, непосредственное изучение которого связано с какими-либо трудностями, большими затратами средств и энергии или просто недоступно, и тем самым облегчает процесс изучения информации об интересующем нас предмете.

Исследуемый объект по отношению к модели является оригиналом (образцом, прототипом). Модели могут создаваться как из однородного с оригиналом материала (например, макет деревянного сооружения можно сделать тоже из дерева), так и из материала, совершенно отличного от материала оригинала (например, бумажная модель самолета). Кроме того, модели могут быть нематериальными, или абстрактными (например, математическая модель самолета, компьютерная модель электрической сети).

Моделирование — это исследование каких-либо объектов (конкретных или абстрактных) на моделях. Объектом моделирования может быть объект, явление или процесс.

При создании модели стараются отразить наиболее существенные свойства объекта, а несущественные свойства отбрасываются. Например, на глобус наносятся океаны и моря, материки и крупные острова, а маленькие озера и островки на него не попадают: в масштабе глобуса они будут просто не видны.

Человек постоянно занимается моделированием, поскольку модели, упрощая объекты и явления, помогают человеку понять реальный мир. Более того, любая наука начинается с разработки простых и адекватных моделей.

Кроме материальных (предметных) моделей (игрушки, глобуса, макета дома. ), существуют нематериальные — абстрактные модели: описания, формулы, изображения, схемы, чертежи, графики и т. д. С помощью математических формул описываются, например, арифметические операции, соотношения геометрии, законы движения и взаимодействия тел (S = Vt, F = mа) и многое другое. Химические формулы помогают представить молекулярный состав химических веществ и реакции, в которые они вступают. Пользуясь таблицами, графиками, диаграммами можно отображать различные закономерности и зависимости реального мира.

Все абстрактные модели не имеют физического воплощения. Абстрактные модели, которые можно представить с помощью набора знаков (геометрических фигур, символов, фрагментов текста), — это знаковые модели. Любую знаковую модель можно изобразить на бумаге. Чтобы построить знаковую модель, нужно представлять значение знаков и знать правила их преобразования. Абстрактная модель, прежде чем оформиться в виде знаковой модели, сначала рождается в голове человека. Она может передаваться человека к человеку в устной форме. В таких случаях модель еще не является знаковым образом, поскольку не имеет вида чертежа, формулы, текста. Модель в голове человека существует в форме мысленных представлений (мысленная модель). Модели, полученные в результате умозаключений, называются вербальными (лат. verbalis — устный). Вербальными называются также модели, изложенные в разговорной форме. Таким образом, все абстрактные модели можно разделить на знаковые и вербальные.

Представленная классификация моделей самая простая. Она основана на делении моделей по способу представления. Возможны и другие классификации, — например, по предметному признаку: физические, химические модели, модели строительных конструкций, различных механизмов и т. д.

Если модель формулируется таким образом, что ее можно обработать на компьютере, то она называется компьютерной. Компьютерная модель — это модель, реализуемая с помощью программных средств.

Компьютерные модели обычно различают по программному обеспечению, которое применяется при создании и работе с моделью. Для обработки компьютерных моделей используются существующие программные приложения (математические пакеты, электронные таблицы, графические редакторы и т. д.) либо разрабатываются оригинальные программы с помощью языков программирования (Ваsic, Раsсаl, Dеlpi, С++ и др.).

Моделирование с использованием компьютера предоставляет неизмеримо больше возможностей, чем простое моделирование с помощью реальных предметов или материалов. Например, применение компьютера для раскроя (листового металла, ткани и пр.) позволяет снизить до минимума потери материала. Поиск оптимального решения этой задачи с помощью шаблонов потребует значительно больше времени и средств.

Этапы создания модели

Моделирование — творческий процесс, и разложить его на какие-либо этапы и шаги очень сложно. Многие модели и теории рождаются как соединение опыта и интуиции ученого или специалиста. Однако решение большинства конкретных задач все же можно представить поэтапно.

При постановке задачи нужно отразить (или хотя бы понять) цель или мотив создания модели. Одни модели создаются, чтобы разобраться в устройстве или составе того или иного объекта. Другие модели направлены на изучение возможностей управления объектом. Третьи модели ставят целью предсказать поведение объекта (задачи прогнозирования). На этапе постановки задачи полезным оказывается предварительный анализ объекта. Разложение объекта на составляющие, выяснение связей между ними позволяет уточнить постановку задачи.

За постановкой задачи следует этап разработки модели. На этом этапе необходимо выделить существенные факторы, т. е. выяснить основные свойства описываемого объекта, правильно определить связи между ними и с другими объектами окружающего мира. Анализ информации, по возможности, должен быть разносторонним и полным. Те факторы, которые оказались несущественными, могут быть отброшены.

После того как сформулированы основные свойства разрабатываемой модели, определены исходные данные и желаемый результат, наступает очень важный момент — составление алгоритма решения задачи.

При разработке компьютерной модели весьма существенным будет выбор программного обеспечения, с помощью которого выполняется моделирование. Программное обеспечение должно позволять эффективно решать задачи, подобные той, которая рассматривается. Например, для создания рисунка на компьютере нужно выбрать тот или иной графический редактор (какой именно — зависит от требуемого формата файла и приемов, которые необходимо применять при рисовании). Чтобы решить систему уравнений, нужно воспользоваться языками программирования Basic, Pascal или каким-либо другим или же использовать для решения математические пакеты. Программная среда должна соответствовать поставленной задаче — только в этом случае задача может быть успешно решена. Выбор программного обеспечения и составление алгоритма — это взаимосвязанные действия. Возможно, что для решения поставленной задачи придется разработать собственную компьютерную программу.

Когда модель разработана, можно приступать к наиболее интересному этапу — компьютерным экспериментам. В ходе этих экспериментов проверяется работа модели, а также выполняются необходимые расчеты или преобразования, ради которых и создавалась модель.

Проверка модели осуществляется обычно с помощью ее тестирования. При тестировании проверяется разработанный алгоритм функционирования модели. В качестве теста задаются исходные данные, для которых заранее известен ответ. Если ответ, полученный при тестировании, совпадает с известным ответом, а тест составлен правильно, то считается, что модель работает корректно. В противном случае нужно искать и устранять причины расхождений. Все эти действия называются отладкой модели.

После выполнения тестирования и отладки можно приступать непосредственно к моделированию. Технология моделирования может заключаться в расчете модели при различных наборах входных данных, различных параметрах.

Завершается компьютерное моделирование анализом результатов. Материалом для анализа являются результаты компьютерных экспериментов. Поэтому эксперименты должны быть проведены таким образом, чтобы получить достоверный результат. Анализ результатов может привести к необходимости уточнения модели, т. е. к повторному выполнению второго этапа и всех последующих этапов.

Этапы компьютерного моделирования можно представить в виде таблицы.

1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ	Описание
	Мотивация
	Предварительный анализ

2. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ	Выделение существенных факторов
	Составление алгоритма
	Выбор программного обеспечения
	Программирование

3. КОМПЬЮТЕРНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ	Тестирование модели
	Отладка модели
	Расчет модели при различных входных данных

4. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ

Представление и считывание данных в разных типах информационных моделей (схемы, карты, таблицы, графики и формулы)

Многообразие объектов предполагает использование огромного количества инструментов для реализации и описания этих моделей. Для исследования большинства объектов не обязательно создавать материальные модели. Если ясно представлять цель исследования, то часто достаточно иметь нужную информацию и представить ее в оптимальной форме. В этом случае речь идет о создании информационной модели. Информационные модели — это абстрактные модели, поскольку, как известно, информация — это нематериальная категория.

Информационная модель — это целенаправленно отобранная информация об объекте, представленная в некоторой форме.

Формы представления информационных моделей могут быть различными. Наиболее известны следующие формы:

в виде сигналов;
устная, словесная;
символьная (числа, текст, символы);
табличная;
схемы, карты;
графики.

Один и тот же объект, в зависимости от поставленной цели, можно представить несколькими информационными моделями, отличающимися набором параметров и способом их представления. Рассмотрим примеры анализа информации для модели, представленной в табличной форме.

Решение. Прежде всего, нужно отметить, что данные в таблицах симметричны относительно главной диагонали, т. е. проезд из А в В стоит столько же, сколько и из В в А.

Рассмотрим первую таблицу. Выберем все возможные варианты проезда из А в В и соответственно подсчитаем стоимости: AC(3) + CB(4); AC(3) + CE(2) + EB(2)

Примечание. В скобках указана стоимость проезда.

Стоимость, как первого, так и второго варианта маршрута равна 7.

Аналогично поступим для второй таблицы: AC(3) + CB(4); AE(1) + EC(2) + CB(4).

Как и в случае с предыдущей таблицей, стоимость как первого, так и второго варианта маршрута равна 7.

Выписываем все варианты для третьей таблицы: AC(3) + CB(4); AC(3) + CE(2) + EB(1).

Стоимость последнего варианта маршрута равна 6.

Ответ: таблица номер 3 содержит маршрут из А в В, стоимость которого не превышает 6.

Пример 2. Для заданной информационной модели, записанной в форме таблицы, построить модель в виде схемы. В ячейках на пересечении строк и столбцов таблицы указана стоимость проезда между соседними станциями. Пустые ячейки означают, что станции не являются соседними.

Решение. Отметим точку A, она должна быть соединена с C и D. Отмечаем точки C и D и соединяем их с точкой А дугами; над каждой дугой указываем стоимость проезда. Точка С должна быть соединена, кроме А, с точками В и Е. Точка D является соседней только с А. Точка В должна быть соединена, кроме С, с точкой Е. В результате можно получить следующую схему:

Математические модели (графики, исследование функций)

Знаковые модели принято делить на математические и информационные.

Математическая модель — это знаковая модель, сформулированная на языке математики и логики. Это система математических соотношений — формул, уравнений, неравенств, графиков и т. д., отображающих связи различных параметров объекта, системы объектов, процесса или явления.

Над элементами математической модели можно выполнять определенные математические преобразования. Например, в модели нахождения наименьшего числа выполняются операции сравнения, а в модели вычисления корня уравнения — различные арифметические операции. С помощью математических моделей описываются решения различных инженерных задач, многие физические процессы (движение планет, автомобиля и т. п.); технологические процессы (сварка, плавление металла и т. п.). Графики, таблицы, диаграммы позволяют отображать различные закономерности и зависимости реального мира. Например, модель развития эпидемии можно описать как с помощью формул, так и с помощью графика. Полет снаряда, выпущенного из орудия, можно математически смоделировать с помощью известных формул движения, затем построить график движения снаряда — баллистическую кривую, которая отображает реальный полет снаряда. Математически изменяя параметры снаряда или характеристики движения, можно изучать, например, вопросы увеличения дальности или высоты полета и т. п.

Как известно, не все математические задачи можно решить аналитически, т. е. получить решение в виде формул. Значительно больше задач, которые решаются приближенно, с заданной точностью, т. е. с использованием численных методов. Реализация приближенных расчетов на компьютерах позволяет повысить точность и скорость расчетов.

В настоящее время расчеты для большинства математических моделей проводят на компьютерах, используя специальные прикладные программные комплексы, которые позволяют:

Построение и использование информационных моделей реальных процессов (физических, химических, биологических, экономических)

Моделирование занимает центральное место в исследовании объекта. Компьютеры дают широкие возможности для постановки компьютерных экспериментов. Компьютерное моделирование позволяет воссоздать явления, которые в реальных условиях воспроизвести невозможно. Это, например, движение материков, эффекты землетрясений и наводнений, рождение сверхновых звезд, изменение направлений морских подводных течений и т. д. При изучении этих явлений на помощь приходят компьютеры и компьютерные программы, причем последние составляются квалифицированными программистами совместно с различными специалистами: физиками, географами, биологами, медиками и др.

Компьютерное моделирование используется также при описании и расчете экспериментов, которые выполнять в реальности не следует. Это, например, модели ядерного взрыва, пожара на предприятии, столкновения на железной дороге, военных действий и т. д. С помощью компьютерных моделей можно с достаточной точностью описать детали этих катастроф и спрогнозировать последствия.

Построение моделей позволяет осознанно принимать решения по усовершенствованию имеющихся объектов и созданию новых, изменению процессов управления ими. И, как следствие, наблюдается изменение окружающего нас мира.

Примеры информационных компьютерных моделей для различных отраслей знаний приведены в таблице.

Самое главное и сложное в компьютерном моделировании - это построение или выбор той или иной модели.

При построении компьютерной модели используют системный подход, который заключается в следующем. Рассмотрим объект - солнечную систему. Систему можно разбить на элементы - Солнце и планеты. Введем отношения между элементами, например, удаленность планет от Солнца. Теперь можно рассматривать независимо отношения между Солнцем и каждой из планет, затем обобщить эти отношения и составить общую картину солнечной системы (принципы декомпозиции и синтеза).

Некоторые характеристики моделей являются неизменными, не меняют своих значений, а некоторые изменяются по определенным законам. Если состояние системы меняется со временем, то модели называют динамическими, в противном случае - статическими.

Построение компьютерной модели. Моделирование

При построении моделей используют два принципа: дедуктивный (от общего к частному) и индуктивный (от частного к общему).

При первом подходе рассматривается частный случай общеизвестной фундаментальной модели. Здесь при заданных предположениях известная модель приспосабливается к условиям моделируемого объекта. Например, можно построить модель свободно падающего тела на основе известного закона Ньютона ma = mg-Fсопр и в качестве допустимого приближения принять модель равноускоренного движения для малого промежутка времени.

Второй способ предполагает выдвижение гипотез, декомпозицию сложного объекта, анализ, затем синтез. Здесь широко используется подобие, аналогичное моделирование, умозаключение с целью формирования каких-либо закономерностей в виде предположений о поведении системы. Например, подобным способом происходит моделирование строения атома. Вспомним модели Томсона, Резерфорда, Бора.

Технология построения модели при дедуктивном способе:

Знания, информация об объекте (исходные данные об объекте).

Постановка задачи для целей моделирования.

Выбор модели (математические формулировки, компьютерный дизайн).

Технология построения модели при индуктивном способе:

Постановка задачи для моделирования.

Оценки. Количественное и качественное описание

Этапы решения задачи с помощью компьютера (построение модели - формализация модели - построение компьютерной модели - проведение компьютерного эксперимента - интерпретация результата).

Основные этапы разработки и исследования моделей на компьютере

· описательная информационная модель

Анализ полученных результатов и корректировка исследуемой модели

1 этап - описательная информационная модель: такая модель выделяет существенные (с точки зрения целей проводимого исследования) параметры объекта, а несущественными параметрами пренебрегает

2 этап - Описательная информационная модель записывается с помощью какого-либо формального языка. В такой модели с помощью формул, уравнений, неравенств и пр. фиксируются формальные соотношения между начальными и конечными значениями свойств объектов, а также накладываются ограничения на допустимые значения этих свойств.

3 этап - компьютерная модель

Описательная информационная модель записывается с помощью какого-либо формального языка.

В такой модели с помощью формул, уравнений, неравенств и пр. фиксируются формальные соотношения между начальными и конечными значениями свойств объектов, а также накладываются ограничения на допустимые значения этих свойств.

Пути построения компьютерной модели

Построение алгоритма решения задачи и его кодирование на одном из языков программирования;

Построение компьютерной модели с использованием одного из приложений (электронных таблиц, СУБД и пр.)

4 этап - компьютерный эксперимент

Если компьютерная модель существует в виде программы на одном из языков программирования, её нужно запустить на выполнение и получить результаты.

Если компьютерная модель исследуется в приложении, например в электронных таблицах, можно провести сортировку или поиск данных, построить диаграмму или график.

5 этап - анализ полученных результатов и корректировка исследуемой модели

В случае различия результатов, полученных при исследовании информационной модели, с измеряемыми параметрами реальных объектов можно сделать вывод, что на предыдущих этапах построения модели были допущены ошибки или неточности.

Провести корректировку модели.

Метод имитационного моделирования (метод Монте-Карло)

Теоретическая основа метода была известна давно. Однако до появления ЭВМ этот метод не мог найти сколько-нибудь широкого применения, ибо моделировать случайные величины вручную - очень трудоемкая работа.

Рассмотрим практическую задачу.

На рис. 1 представлена расчетная схема

Интенсивность встречных потоков - N₁=420 ед/ч, N₂=570 ед/ч;

Длина узкого участка - L_k=300 м;

Расчетные скорости - V₁=9,72 м/с, V₂=13,88 м/с;

Расчетная длина автомобиля - L_a=2,5 м;

Коэффициент сцепления ц = 0,6;

Время реакции водителей и срабатывания тормозного привода - t_p=0,6с;

Дидактичная цель: изучить понятие модели, причины создания моделей, цели создания моделей, изучить основы работы в программе HomeSweet 3D.

Организовать деятельность учащихся по изучению и первичному закреплению нового материла;
Обеспечить применение знаний и способов действий в реальной жизни.

Помочь учащимся осознать социальную и практическую значимость учебного материала;
Продолжить развитие культуры речи (умение грамотно, лигически выстраивать свои ответы);
Обеспечить развитие умения выделять существенные признаки и свойства объектов;
Продолжить развитие умения учащихся сравнивать и анализировать объекты и модели.

Закрепить способность следовать нормам поведения;
Продолжить воспитание уважительного отношения к труду;
Осуществлять эстетическое воспитание.

Объяснение;
Иллюстративный;
Демонстративный;
Практикум за ПК.

Средства обучения: компьютеры, проектор, экран, раздаточный материал, презентация ПО: MS PowerPoint 2003, Home Sweet 3D;

Ход урока сопровождается демонстрацией презентации (Приложение 1)

I. Организационный момент (1 мин)

II. Подготовка к усвоению нового учебного материала (5 мин)

- 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).

III. Усвоение новых знаний (16 мин)

- 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: “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.

- Урок у нас с вами будет насыщенный, поэтому конспект в тетради у вас будет в виде распечатки (Приложение 2).

Учитель раздает учащимся распечатку конспекта урока.
Учащиеся изучают раздаточный материал.

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 раздаточного материала читают учащиеся.

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.

- Но для любого объекта может существовать множество моделей, различных по сложности и степени сходства с оригиналом. Модели могут отражать некоторые характеристики объекта – свойства, действия, а иногда и среду.

- Рассмотрим некоторый пример, одновременно заполнив следующую таблицу:

В качестве объекта моделирования у нас будет процесс сражения на поле боя между двумя воинствующими сторонами.

- Скажите, пожалуйста, какие свойства данного объекта существуют?

Учащиеся вместе с учителем формулируют характеристики сражения: внешний вид солдат, их поведение, речь, внешний вид поля сражения, внешний вид оружия, поражающа способность оружия, возможности построение войск и их действия.

- Рассмотрим несколько примеров создания модели сражения разными субъектами. Например, как ребенок 3-4 лет может реализовать модель сражения, в виде чего?

Учащиеся отвечают: в виде игры “в солдатики”.

- Хорошо. Конечную цель мы определили. Давайте сформулируем цель создания этой модели.

Учащиеся вместе с учителем формулирую цель создания модели.

- А теперь посмотрим, какие из вышеперечисленных свойств объекта сражения важны в этой модели?

Учащиеся выбирают из списка возможных характеристик нужные.

Таким образом, заполняется вся таблица.

- И это мы назвали только часть моделей объекта сражение. Скажите, пожалуйста, в виде чего еще может реализоваться эта модель?

Учащиеся отвечают, что еще может быть компьютерная игра, историческая инсценировка сражения.

- Объект был один и тот же, но цели были разные. Отсюда, можно сделать вывод о том, что модели получаются разные в зависимости: во-первых, от цели создания модели; во-вторых, от субъекта создававшего модель.

- На этом изучение теоретической части урока можно закончить. Ребята, есть вопросы по теме урока?

Учащиеся задают интересующие их вопросы, получая ответы от учителя.

IV. Физкультминутка (2 мин).

- И прежде чем притупить к закреплении нового материала проведем небольшую физкультминутку. Т.к. в скором времени мы с вами будем работать за компьютерами, поэтому сделаем гимнастику для глаз.

Учащиеся под руководством учителя выполняют упражнения для глаз.

V. Закрепление новых знаний (17 мин).

- 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.

VI. Подведение итогов урока (3 мин).

- 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.

- Вы молодцы! Мне очень понравилось работать в вашем классе. Сегодня на уроке вы получили следующие отметки.

Учитель по временному журналу зачитывает оценки учеников.

VII. Информация о домашнем задании (1 мин).

- Отройте, пожалуйста, дневники и запишите домашнее задание. Выучить конспект в тетради и прочитать параграф 7.1
- Спасибо за урок! Можете идти на перемену.

4 декабря – праздник программистов и системных администраторов; всех, кто связан с вычислительной техникой по долгу службы и дружбы. Всех, кто ищет, добывает, преобразует, передает неисчерпаемые информационные ресурсы. Всех, кто создает, хранит и использует информацию.

Как ни странно, предложенный дракошей праздник - День информатики, не смутил Яшу и его дедушку. Они решили сделать Яшиному папе подарок - ведь он бывший системный администратор, а сейчас работает программистом. Компьютер решили максимально приблизить к природе, ведь работать за ним сутками совсем неполезно для здоровья. Основу монитора составили березки, а всемирная паутина сразу заняла свое место.

Пока "грибы прорастали" - на березках распустились молоденькие листочки.

Вот такой у нас получился "Лесной компьютер"!

Интересно, что первое механическое счетное устройство (абак) применяли еще в 2600 г. до н.э, а первая электрическая машина (табулятор Холлерита) была изобретена в 1860 году. Первая советская ЭВМ (М1) выполняла всего 17 операций в секунду, но с её помощью рассчитывали траектории ракет и теплопродукцию атомных реакторов.

Информатика была отделена от математики в 1970 году, с 1985 она стала обязательным школьным предметом и превратилась в интереснейшую область науки и техники, объединившая вокруг себя энтузиастов различных профессий.

4 декабря принято проводить КВНы и фестивали, выставки электронных новинок и тематические вечеринки. А можно просто пофантазировать и создать свой компьютер будущего.

Читайте также: