Методика проведення уроку комбінованого типу з інформатики на тему "Інформаційна модель. Етапи розв"язування задачі на комп"ютері"

Поширений план конспект уроку комбінованого типу з інформатики

Тема: «Інформаційна модель. Етапи розв^язування задачі на комп^ютері»

Хід уроку:

1.         Організаційна частина (2–3 хв.):

-           перевірка наявності учнів;

-           перевірка готовності до уроку;

-           призначення чергового.

2.         Актуалізація опорних знань (5–6 хв.):

-           форма перевірки знань: фронтальна;

-           питання для перевірки знань:

1. Які можливості надає комп^ютерна мережа?

2. Що таке спільні ресурси мережі?

3. Чи може бути принтер спільним ресурсом?

4. Для чого використовують сервер?

3.         Виклад нового матеріалу (10–12 хв.):

а) оголошення нової теми;

б) теоретичні відомості:

1. Етапи розв"язування задач з використанням комп"ютера

Вивчаючи інформаційні технології і захоплюючись необмеженими можливостями комп"ютера, треба розуміти, що мислити комп"ютер не може. Його призначення – механічне виконання команд, які подають користувачі або програмісти. Апаратні засоби, створені з використанням високих технологій, в поєднанні з великою кількістю «розумних» програм, написаних людиною, – це і є те, що робить можливості комп^ютера такими вражаючими.

Комп^ютер – це лише помічник людини, без якого неможливо уявити розв^язування задач у будь-якій галузі людської діяльності.

Розв^язування задач у будь-якій галузі діяльності-це завжди одержання певних результатів обробки вхідних даних

Для розв"язування задач комп"ютер озброєний найрізноманітнішими програмами, які поділяються на такі категорії:

·          операційні системи;

·          системи програмування;

·          прикладне програмне забезпечення.

Оскільки комп"ютер реалізовує лише програми, створені для нього людиною, користувач повинен проаналізувати завдання, яке необхідно розв"язати, та обрати оптимально придатний програмний засіб, який є в арсеналі засобів його комп"ютера. Якщо не існує відповідного програмного забезпечення, або існуюче програмне забезпечення з певних причин не влаштовує, користувач має змогу самостійно написати програму для виконання поставленої задачі.

Розв^язання прикладної задачі з використанням комп^ютера проходить через такі етапи:

·          Постановка задачі;

·          Побудова моделі (формалізація);

·          Складання алгоритму;

·          Вибір програмного засобу;

·          Тестування програмного засобу;

·          Виконання програми та аналіз результатів.

2. Постановка задачі

Постановка задачі (формулювання умови) – це перший крок у розв"язанні будь-якої задачі. На цьому етапі розглядається досліджуване явище чи об^єкт, формулюється умова задачі, конкретизується, що дано, а що треба знайти, визначається, які результати будуть вважатися правильними.

Успішно розв"язувати задачі можна тільки при чіткому і водночас однозначному визначенні вимог до кінцевих результатів. Розпливчастість і невизначеність формулювань може призвести до різного тлумачення умов і, як наслідок, – розбіжності в оцінці правильності результатів.

Точність постановки задач – це можливість забезпечити чиркове розуміння задач різними людьми. Точність визначень і формулювань не повинна допускати двозначного тлумачення, а найголовніше, щоб можна було однозначно міркувати, чи є пропоновані розв"язки правильними.

3. Моделювання

Саме слово «модель» – поняття не нове. З моделями доводиться зустрічатися на уроках фізики, хімії, біології, географії. Будь-який наочний посібник: географічні карти і глобуси, муляжі кристалічних решіток – це все моделі тих об^єктів, які вивчаються.

Модель – це спрощене уявлення про реальний об^єкт, процес чи явище.

Головне призначення моделі – продемонструвати лише суттєві властивості об^єктів, процесів і явищ

Не буває просто «модель». Існують моделі гри в шахи, модель токарного верстата, модель атома, модель даних тощо. Моделлю можна вважати пристрій, що імітує інший пристрій або процес, юридичний кодекс, який моделює правові відносини в суспільстві; маніть картину художника чи театральну виставу можна вважати моделлю, яка відображає певні сторони духовного світу людини.

Заміна реального об^єкта, явища або процесу з метою його вивчення моделлю у вигляді схеми, таблиці, малюнка, натуральної моделі, математичної формули тощо називається моделюванням

З давніх часів люди використовують моделювання для досліджування об"єктів та явищ у різних галузях діяльності. Результати досліджень допомагають визначити та покращити характеристики реальних об^єктів та процесів, краще зрозуміти сутність явищ та пристосуватися до них або керувати ними, конструювати нові та модернізувати старі об^єкти.

Моделювання допомагає людині приймати обґрунтовані рішення та передбачати наслідки своєї діяльності.

Комп^ютерне моделювання – це використання в моделюванні комп^ютера як потужного засобу обробки інформації. Завдяки комп^ютеру суттєво розширилися галузі застосування моделювання і з"явилася можливість всебічного аналізу результатів.

4. Класифікація моделей

Найсуттєвіші ознаки, за якими класифікують моделі, – це галузі використання, фактор часу і спосіб представлення.

За галузями використання розрізняють моделі:

·  навчальні – навчальні посібники, тренажери, програми;

·  ігрові – військові навчання, спортивні ігри, економічні тренінги, які проводяться з метою вивчення можливої поведінки об"єкта в запрограмованих або непередбачених ситуаціях;

·  дослідні – модель ракети, літака, будинку тощо, які створюються для дослідження характеристик реального об^єкта (наприклад, модель ракети перевіряється на дальність польоту);

·  науково-технічні – моделі, які використовуються для досліджень процесів і явищ, наприклад, ядерний реактор;

·  імітаційні – моделі, які відтворюють реальну ситуацію, наприклад, випробування лікарських препаратів на тваринах.

За ознакою фактора часу моделі можуть бути:

·  динамічні – проводяться дослідження протягом певного часу (наприклад, виставлення поточних оцінок по предмету);

·  статичні – робиться одноразовий зріз стану (наприклад, контрольна робота).

За способом представлення моделі поділяються на:

·  матеріальні;

·  інформаційні.

Матеріальні моделі предметне відображають об^єкт, наприклад, натуральна копія – картина або скульптура, яка відображає певний естетичний образ; модель літака призначена для дослідження його аеродинамічних характеристик; макет якого-небудь виробу, за яким потім буде виготовлятися оригінал.

Інформаційні моделі

Інформаційна модель – це сукупність інформації, яка

характеризує властивості та стан об^єкта, процесу чи явища, а також їхню взаємодію із зовнішнім світом

Інформаційні моделі можуть бути:

·  вербальні – моделі, отримані в результаті розумової діяльності людини і представлені в розумовій або словесній формі;

·  знакові – моделі, що виражені спеціальними знаками (машинками, текстами, схемами, графіками, формулами тощо).

За формами представлення можна виділити наступні види формаційних моделей:

·  геометричні – графічні форми та об"ємні конструкції;

·  словесні – усні та письмові описи з ілюстраціями;

·  математичні – математичні формули, що відображають зв"язок різних параметрів об^єкта;

·  структурні – схеми, графіки, таблиці;

·  логічні – моделі, в яких представлені різні варіанти вибору дій на основі різних висновків та аналізу умов;

·  спеціальні – ноти, хімічні формули тощо;

·  комп"ютерні та некомп"ютерні.

Розглянемо, наприклад, створення інформаційної моделі відеотеки. Відеотека – це набір касет, на яких записані фільми, кліпи, документальні зйомки тощо. Найпростіша модель відеотеки-це список усіх касет, записану у довільній формі, де вказуються, наприклад, номер касети, назва відео матеріалу, час відтворення тощо.

Але таку модель комп"ютер опрацювати не зможе. Потрібно показники, щоб чітко описати відеотеку, а саме:

·  номер касети;

·  назва відео матеріалу;

·  прізвище режисера;

·  дата створення;

·  рубрика (сімейна, історична, музична, навчальна…);

·  короткий зміст;

·  час відтворення тощо.

Така модель містить не всю, але суттєву інформацію і її вже можна використовувати для створення довідково-інформаційної системи. Модель можна уточнювати, доповнювати новими атрибутами, наприклад, персонажами і виконавцями тощо. Відповідність моделі реальному об^єкту можна вдосконалювати, але відобразити всю інформацію принципово неможливо та і недоцільно. Наприклад, така інформація, як кількість, форма і розташування подряпин на корпусі касети взагалі є зайвою.

В інформатиці і комп^ютерних технологіях використовуються саме інформаційні моделі об^єктів. Інформаційні моделі об^єктів, процесів і явищ реального світу разом з програмно-апаратними засобами для їх обробки називають інформаційними системами.

Математичні моделі

Серед різних видів інформаційних моделей особливе місце займають математичні. Опис найбільш суттєвих властивостей об^єктів і явищ, які досліджуються в задачі за допомогою математичних формул і рівнянь, називається побудовою математичної моделі цього об^єкта. Математична модель дає можливість звести розв^язування реальної задачі до вирішення математичної задачі. Саме цей факт лежить в основі застосування математики у пізнанні законів і їх практичному використанні.

Комп"ютерні технології дозволяють автоматизувати і прискорити обробку наукових експериментів в атомній і ядерній фізиці, керувати космічними апаратами при вивченні космосу тощо. Багато з цих процесів настільки складні, що необхідні обчислення зайняли б мільйони років навіть при роботі великої кількості математиків.

З появою комп"ютерів математичні моделі широко використовуються не лише у фізиці та техніці, але й в інших галузях: в соціології, економіці, біології, географії, екології та інших.

в) закріплення вивченого матеріалу:

1. Яке основне призначення комп^ютера?

2. З яких етапів складається розв^язання задачі на комп^ютері?

3. Які основні умови постановки задачі?

4. Що таке модель? Яке призначення моделі?

4.         Практична робота (основний час):

а) формування завдання роботи.

Виконати вправу 6–1.

б) вступний інструктаж.

в) самостійна робота учнів.

г) поточний інструктаж.

5.         Підведення підсумків (3–5 хв.):

а) загальна характеристика заняття;

б) демонстрування кращих робіт;

в) відзначення характерних недоліків в роботах учнів та їх усунення;

г) повідомлення оцінок та їх мотивація.

6.         Домашнє завдання (до 3 хв.).

Теоретичне завдання по підручнику. На наступний урок потрібно вивчити тему п. 9.1, 9.2.

7.         Прибирання робочих місць.