Моделювання як метод пізнання

Цілі уроку:
Освітні:
формування уявлення про моделювання як основний метод пізнання;
формування понять "модель", "моделювання";
формування уявлення про способи класифікації моделей;
знайомство з роллю моделювання в наукових та практичних дослідженнях.
Розвиваючі:
розвиток уміння аналізувати, виділяти суттєві ознаки і властивості об'єктів;
розвиток культури мовлення;
формування навичок узагальнення й класифікації;
формування цілісної наукової картини світу.
Виховні:
формування навичок міжособистісного спілкування та співробітництва;
формування почуття відповідальності за свої дії і вчинки.
Тип уроку: вивчення та первинне закріплення нових знань.
Вид уроку: евристична бесіда.1. Організаційний момент.(0,5 хвилин)
2. Мотивація вивчення нового матеріалу.(3,5 хвилини)
3. Повідомлення оголошення теми і цілей уроку. (1 хвилина)
4. Формування понять «модель», «моделювання». (8 хвилин)
5. Физпауза «Я - модель...». (3 хвилини)
6. Класифікація моделей. Комп'ютерне моделювання. (7 хвилин)
7. Практична робота. (15 хвилин)
8. Підведення підсумків. Домашнє завдання(2 хвилини)
Обладнання: комп'ютер, мультимедійний проектор, екран.
Література:
Босова Л.Л. «Інформатика і ІКТ», М: Біном, Лабораторія знань, 2012 1. - Здрастуйте! Сядьте зручніше й приготуйтеся до нових відкриттів.
2. - Я думаю, кожен з вас знає, чим пояснити таке явище як зміна дня і ночі? Зараз у нас день, тому що ми в даний момент звернені до сонця. Поступово віддаляючись від сонячного світла, настає вечір, потім ніч.
- Всі ви бачите, що у мене в руках звичайні глобус і ліхтарик. Але, проводячи експеримент, ми уявляємо, що глобус - це наша планета, а ліхтарик - сонце.
Це відкриття - процес зміна дня і ночі - зробив датський астроном Тихо Бразі, який жив у XVI столітті. Він 40 років спостерігав зоряне небо. На основі своїх спостережень він створив таблиці руху усіх відомих у той час планет, які послужили основою для відкриття Кеплером і Ньютоном законів руху планет.
У процесі пізнання світу людина широко використовує метод спостереження та експерименту. Але часто виникає ситуація, коли дослідження можуть коштувати величезних грошей, представляти загрозу для життя людей або об'єкт вивчення може бути просто недоступний (наприклад, якщо мова йде про процеси, що відбуваються в надрах Землі, глибинах Сонця або всередині атома). Замість реальних об'єктів у цих випадках використовують їх моделі.
3. Тема нашого заняття «Моделювання як метод пізнання». Ми повинні з'ясувати:
Що таке "Модель"?
Що таке "Моделювання"?
Для чого потрібні моделі?
Як класифікувати моделі?
4. - З поняттям "модель" ми стикаємося з дитинства. Іграшковий автомобіль, літак або кораблик для багатьох були улюбленими іграшками, як і плюшевий ведмедик або лялька. За допомогою моделей і модельних відносин розвинулися розмовні мови, писемність, графіка. Наскельні зображення наших предків, потім картини і книги - це моделі передачі знань про навколишній нас світі. Навички моделювання дуже важливі для людини. Вони допоможуть розумно планувати свій розпорядок дня, навчання, праця, вибирати оптимальні варіанти, дозволяти вдало різні життєві ситуації.
Розглянемо кілька прикладів, що пояснюють, що таке модель.
Архітектор готується побудувати будинок. Але перш ніж спорудити його, він споруджує цю будівлю з кубиків. Це модель. Звичайно, архітектор міг би побудувати будинок без попередніх експериментів, але він не впевнений, що будівля буде виглядати досить добре. Якщо воно виявиться недоцільним, то багато років потім воно буде німим докором своєму творцеві.
Всі художня творчість фактично є процесом створення моделей. Наприклад, такий літературний жанр, як байка, переносить реальні відносини між людьми на відносини між тваринами і фактично створює моделі людських відносин. Більше того, практично будь-який літературний твір, художній твір, театральна постановка може розглядатися як модель реального людського життя.
На стіні висить картина, що зображає вишневий сад в цвіту. Це модель. Найбагатші емоційні враження можна отримати стоячи в саду. Ну а якщо ми живемо на Крайній Півночі?
Перелічувати приклади моделей можна нескінченно. Давайте спробуємо узагальнити все вище сказані та дати визначення моделі.
Модель - це такий матеріальний чи подумки представлений об'єкт, який у процесі вивчення замінює об'єкт-оригінал, зберігаючи деякі важливі його властивості.
Процес побудови моделі називається моделюванням.
Іншими словами, моделювання - це метод пізнання, що складається з вивчення будови і властивостей оригіналу з допомогою моделі.
5. Я думаю, що кожен з вас не проти відпочити і уявити себе в якості моделі. Покажіть:
а) літак-винищувач, що летить на великій швидкості;
б) піаніст, захоплений грою на фортепіано;
в) тонка осинка, гнущаяся під поривами вітру то вправо, то вліво;
г) стрілки годинника, що обертаються в прискореному темпі.
6. - А тепер давайте уявимо, що кожен з вас є модельєром.
Перед вами лежить шматочок пластиліну: спробуйте зліпити з нього модель яблука. Чи ми можемо помацати цю модель, сказати яка вона на дотик? Така модель називається матеріальною. Вона завжди має реальне втілення.
Візьміть олівці і намалюйте модель яблука. Чи ми можемо доторкнутися до цієї моделі? Ця модель - образна. А тепер напишіть кілька слів, що відображають ваше уявлення про яблуці. Це теж модель, але вже знакова, тобто представлена за допомогою символів російського алфавіту. Знакові та образні моделі утворюють інформаційний клас моделей. Ці моделі містять інформацію про об'єкт, представлену в тій чи іншій формі. А тепер закрийте очі і уявіть перед собою кошик повну ароматних стиглих яблук. Відчуваєте, як вони пахнуть? Ваші міркування, уявлення, ідеї, образи теж є моделями - уявними.
Інформаційні та уявні моделі не можна помацати, вони не мають речового втілення. Цей клас моделей називається абстрактним.
Таким чином, один і той же об'єкт - яблуко - ми представили за допомогою різних моделей і отримали класифікацію.
Протягом своєї історії людство використовувало різні способи та інструменти для створення моделей. Ці способи постійно удосконалювалися. Так, перші моделі створювалися у формі наскальних малюнків, в теперішній же час моделі зазвичай будуються і досліджуються з використанням сучасних комп'ютерних технологій. Сучасне комп'ютерне моделювання виступає як засіб спілкування людей (обмін інформаційними, комп'ютерними моделями та програмами), осмислення і пізнання явищ навколишнього світу (комп'ютерні моделі сонячної системи, атома тощо), навчання і тренування (тренажери), оптимізації (підбір параметрів).
7. - Ми вже з'ясовували, що людина дуже часто стикається з моделями. Метою нашого моделювання сьогодні буде - комп'ютер. Ми постараємося створити комп'ютерну модель, за допомогою середовища Microsoft Word, використовуючи вбудований векторний графічний редактор. Яка модель у нас вийде?
(інформаційна, графічна).
- Отже, приступимо!
(Учні виконують практичну роботу за запропонованою схемою <Малюнок 1>)
8. - Сьогодні на уроці ми познайомилися з поняттями «модель» і «моделювання». А так же дізналися, навіщо і в яких випадках використовується моделювання. На практичній роботі ви склали графічну модель за допомогою комп'ютера, а вдома ви спробуєте створити комп'ютерну словесну модель - модель свого друга. Подумайте, які параметри повинні бути вказані, для того що б ми могли його впізнати? Люди яких професій дуже часто стикаються з описом людини?
- І наостанок я хочу показати вам ще одну модель - поверніться один до одного, посміхніться. Посмішка це теж модель - модель радості і щастя. До побачення!