Презентация по слайдам

Текст слайда: это … машины

Текст слайда: это … атома

Текст слайда: это … самолета

Текст слайда: Это - … Земли

Текст слайда: Это – фото…

Текст слайда: МОДЕЛЬ

Текст слайда: Моделирование как метод познания

Текст слайда: Цель: сформировать у учащихся понятие моделирования как метода познания; рассмотреть формы представления моделей. Задачи урока: Обучающие: применение теоретических знаний на практике; организация деятельности учащихся по изучению и первичному закреплению способов действий. Развивающие: помощь учащимся в осознании социальной и практической значимости учебного материала; обеспечение развития у школьников умений сравнивать и классифицировать познавательные объекты; создание условий для развития у школьников умения работать во времени. Воспитывающие: осуществление эстетического воспитания; способствовать обогащению внутреннего мира школьников.

Текст слайда: Модели Модели позволяют представить в наглядной форме объекты и процессы, недоступные для непосредственного восприятия (очень большие или маленькие объекты, очень медленные или быстрые процессы).

Слайд №10

Текст слайда: Примеры моделей География Биология Химия Астрономия Физика

Слайд №11

Текст слайда: Модели в проектировании Модели: Машин Технических устройств Зданий Электрических цепей

Слайд №12

Текст слайда: Теоретические модели Коперник- Гелиоцентрическая модель мира Розерфорд- Бор, Томсон Нагаоки- Модель атома

Слайд №13

Текст слайда: Творческие модели Литература- Басня (отношения между людьми на примере отношений между животными) Театр- Спектакль (отношения между людьми) Живопись, скульптура- Модели людей, животных и т.д.

Слайд №14

Текст слайда: Моделирование- это метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей. Модель- это некий новый объект, который отражает существенные особенности изучаемого объекта, явления или процесса.

Слайд №15

Текст слайда: Задание 1 Открыть документ 2 в папке урок Построить информационную графическую модель (круговую диаграмму), отражающую содержание в клетке химических соединений, средствами электронной таблицы Microsoft Excel.

Слайд №16

Текст слайда: Один и тот же объект может иметь множество моделей, а разные объекты могут описываться одной моделью. География- различные типы географических карт (политические, физические, и т.д.) представляют один объект- землю, но отражают различные модели. Физика- все материальные тела (человек, машина и т.д.) рассматриваются как материальная точка Модель материальной точки Модель Земли Модель Земли Модель Земли Объект- Земля

Слайд №17

Текст слайда: Классификация моделей Все модели можно разбить на два класса: Предметные Информационные Свойства объектов в материальной форме Объекты и процессы в образной или знаковой форме F=m*a F=m*a

Слайд №18

Текст слайда: Информационные модели Образные модели Знаковые модели Модель в мысленной или разговорной форме Модель, выраженная средствами формального языка (рисунки, тексты, графики, схемы и т.д.) ? ?

Вы можете выбрать: Моделирование как метод научного познания. Модель.Моделирование как метод научного познания. Модель. Классификация моделей Материальные модели. Информационные модели. Формализация моделей. Системный подход в моделировании Статистические и динамические модели. Графические информационные модели. Табличные модели. Иерархические модели. Сетевые информационные модели. Объектно-информационные модели.

Моделирование как метод научного познания. Модель. Моделирование как метод научного познания. Модель. Модель: - это некоторое упрощенное подобие реального объекта, явления или процесса; - это такой материальный или мысленно представляемый объект, который замещает объект- оригинал с целью его исследования, сохраняя некоторые важные для данного исследования типичные черты и свойства оригинала.

Содержание Модель необходима для того, чтобы: Модель необходима для того, чтобы: научиться управлять объектом или процессом и определить наилучшие способы управления при заданных целях и критериях (оптимизация); прогнозировать прямые и косвенные последствия реализации заданных способов и форм воздействия на объект, процесс. понять, как устроен конкретный объект каковы его структура, основные свойства, законы развития и взаимодействия с окружающим миром;

Основные этапы моделирования Основные этапы моделирования I этап. Постановка задачи Описание задачи Цель моделирования Анализ объекта II этап. Разработка модели Информационная модель Знаковая модель Компьютерная модель III этап. Компьютерный эксперимент IV этап. Анализ результатов моделирования Результаты соответствуют цели Результаты не соответствуют цели Содержание

Информационные модели. Информационные модели. Информационные модели представляют объекты и процессы в образной или знаковой форме. Образные модели (рисунки, фотографии и др.) представляют собой зрительные образы объектов, зафиксированные на каком-либо носителе информации (бумаге, фото- и кинопленке) Знаковые информационные модели строятся с использованием различных языков (знаковых систем). Знаковая информация может быть представлена в форме текста (например, программы на языке программирования), формулы (например, второго закона Ньютона F=m*a), таблицы (например, периодическое таблицы элементов Д.И. Менделеева) и т.д.

На протяжении своей истории человечество использовало различные способы и инструменты для создания информационных моделей. Эти способы постоянно совершенствовались. Так, первые информационные модели создавались в форме наскальных рисунков, в настоящее же время информационные модели обычно строятся и исследуются с использованием современных компьютерных технологий. Содержание Информационные модели.

Формализация моделей. Формализация моделей. Для представления информационных моделей в той или иной форме используются естественные и формальные языки. Естественные языки используются для создания описательных информационных моделей. С помощью формальных языков строятся формальные информационные модели (математические, логические и др.). Одним из наиболее широко используемых формальных языков является математика. Язык математики является совокупностью формальных языков. С некоторыми из них (алгебра, геометрия, тригонометрия) вы знакомитесь в школе, с другими (теория множеств, теория вероятностей и др.) сможете ознакомиться в процессе дальнейшего обучения.

Язык алгебры позволяет формализовать функциональные зависимости между величинами. Так, Ньютон формализовал гелиоцентрическую систему мира, открыв законы механики и закон всемирного тяготения и записав их в виде алгебраических функциональных зависимостей. В школьном курсе физики рассматривается много разнообразных функциональных зависимостей, выраженных на языке алгебры, которые представляют собой математические модели изучаемых явлений или процессов. Язык алгебры логики (алгебры высказываний) позволяет строить формальные логические модели. С помощью алгебры высказываний можно формализовать (записать в виде логических выражений) простые и сложные высказывания, выраженные на естественном языке. Построение логических моделей позволяет решать логические задачи, строить логические модели устройств компьютера (сумматора, триггера) и так далее. Формализация моделей. Формализация моделей.

Процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков называется формализацией. В процессе познания окружающего мира человечество постоянно использует моделирование и формализацию. При изучении нового объекта сначала обычно строится его описательная информационная модель на естественном языке, затем она формализуется, то есть выражается с использованием формальных языков (математики, логики и др.). Содержание Формализация моделей. Формализация моделей.

Системный подход в моделировании. Системный подход в моделировании. Понятие о системе. Окружающий нас мир состоит из множества различных объектов, каждый из которых имеет разнообразные свойства, и при этом объекты взаимодействуют между собой. Например, планеты нашей Солнечной системы, имеют различные свойства (массу, геометрические размеры и пр.) и по закону всемирного тяготения взаимодействуют с Солнцем и друг с другом.Планеты входят в состав более крупного объекта - Солнечной системы, а Солнечная система - в состав нашей галактики «Млечный путь». С другой стороны, планеты состоят из атомов различных химических элементов, а атомы - из элементарных частиц. Таким образом можно сделать вывод, что практически каждый объект состоит из других объектов, то есть представляет собой систему. Содержание Система – это целое, состоящее из объектов, взаимосвязанных между собой, которые называются элементами системы. Например, компьютер является системой, состоящей из различных устройств, при этом устройства связаны между собой и аппаратно (физически подключены друг к другу) и функционально (между устройствами происходит обмен информацией Важным признаком системы является ее целостное функционирование.

Системный анализ Чтобы описать систему недостаточно только перечислить ее элементы. Необходимо указать, как эти элементы связаны друг с другом. Именно наличие связей превращает набор элементов в систему. Когда вы опишете элементы системы и укажете их взаимосвязи, тем самым вы проведете системный анализ. Систематизация Систематизация – это процесс превращения множества объектов в систему. Систематизация имеет огромное значение. В повседневной жизни каждый из нас занимается систематизацией – разделяет одежду на зимнюю и летнюю, посуду на стаканы, тарелки, кастрюли. Неоценима систематизация знаний в различных науках. Системный анализ. Систематизация Системный анализ. Систематизация

Статические информационные модели В каждый момент времени система находится в определенном состоянии, которое характеризуется составом элементов, значениями их свойств, величиной и характером взаимодействия между элементами и так далее. Так, состояние Солнечной системы в любой момент времени характеризуется составом входящих в нее объектов (Солнце, планеты и др.), их свойствами (размерами, положением в пространстве и др.), величиной и характером взаимодействия между собой (силами тяготения, с помощью электромагнитных волн и др.). Модели, описывающие состояние системы в определенный момент времени, называются статическими информационными моделями. В физике примером статических информационных моделей являются модели, описывающие простые механизмы, в биологии - модели строения растений и животных, в химии модели строения молекул и кристаллических решеток и так далее. Статические и динамические модели Статические и динамические модели

Динамические информационные модели Состояние систем изменяется во времени, то есть происходят процессы изменения и развития систем. Так, планеты движутся, изменяется их положение относительно Солнца и друг друга; Солнце, как и любая другая звезда, развивается, меняются ее химический состав, излучение и так далее. Модели, описывающие процессы изменения и развития систем, называются динамическими информационными моделями. В физике динамические информационные модели описывают движение тел, в биологии - развитие организмов или популяций животных, в химии - процессы прохождения химических реакций и так далее. Статические и динамические модели Статические и динамические модели

Статическая информационная модель «Цена отдельных устройств компьютера» Статическая информационная модель «Цена отдельных устройств компьютера» 5Мышь 10Клавиатура 25Корпус 50Дисковод CD-ROM x32 30Звуковая карта 16 бит 200Монитор 15 30Видеоплата 4 Мб 150Жесткий диск 4 Гб 20Дисковод 3,5 30Память 16 Мб 200Процессор Pentium II (350 Мгц) 100Системная плата Цена (в у.е.)Наименование устройства

Динамическая информационная модель «Изменение цены компьютера» Динамическая информационная модель «Изменение цены компьютера» Цена компьютера Pentium II Годы Содержание

Графические информационные модели. Графические информационные модели. Графические информационные модели – это простейший вид моделей, которые передают внешние признаки объекта: размеры, форму, цвет. Графические модели более информативны, чем словесные. Графические модели это: Карты - без карт трудно представить себе ботанику и биологию, географию, военное дело, судоходство и т.д.; Чертежи технических устройств, зданий; Электрические и радиосхемы - физика, радиоэлектроника; Графики и диаграммы (наглядная форма представления числовой информации)

Табличные модели. Табличные модели. Еще одной распространенной формой представления информационной модели является прямоугольная таблица, состоящая из строк и столбцов. В табличной информационной модели объекты или их свойства представлены в виде списка, а их значения размещаются в ячейках прямоугольной таблицы. С помощью таблиц могут быть выражены как статические, так и динамические информационные модели. статическиединамические С помощью таблиц строятся информационные модели в различных предметных областях. Широко известно представление математических функций, статистических данных, расписаний поездов, самолетов и уроков и т.д Информация, представленная в виде таблиц очень удобна и понятна для восприятия. Основные понятия таблицыОсновные понятия таблицы Как правильно оформить таблицуКак правильно оформить таблицу На какие типы делятся таблицы?На какие типы делятся таблицы?

Таблица может отражать некоторый процесс, происходящий во времени. В математике прямоугольная таблица, составленная из чисел, называется матрицей. Если матрица содержит только нули и единицы, то она называется двоичной матрицей. В таблицах, представляющих собой двоичные матрицы, отражается качественный характер связи между объектами (есть дорога нет дороги; посещает не посещает и т.п.).матрицей двоичной матрицей Содержание Табличные модели. Табличные модели. Выполни практические задания

Пример матрицы. Пример матрицы. Ученик РусскийАлгебраХимияФизикаИсторияМузыка Аликин Петр Ботов Иван Волков Илья Галкина Нина Успеваемость

Пример двоичной матрицы. Пример двоичной матрицы. Ученик РусскийАлгебраХимияФизикаИсторияМузыка Аликин Петр Ботов Иван Волков Илья Галкина Нина Изучаемые предметы Единица указывает на изучаемый предмет, а неизучаемый предмет отмечен нулем.

Иерархические информационные модели. Иерархические информационные модели. Нас окружает множество различных объектов, каждый из которых обладает определенными свойствами. Однако некоторые группы объектов имеют одинаковые общие свойства, которые отличают их от объектов других групп. Группа объектов, обладающих одинаковыми общими свойствами, называется классом объектов. Внутри класса объектов могут быть выделены подклассы, объекты которых обладают некоторыми особенными свойствами, в свою очередь подклассы могут делиться на еще более мелкие группы и так далее. Такой процесс систематизации объектов называется процессом классификации.

Иерархические информационные модели. Иерархические информационные модели. В процессе классификации объектов часто строятся информационные модели, которые имеют иерархическую структуру. В биологии весь животный мир рассматривается как иерархическая система (тип, класс, отряд, семейство, род, вид), в информатике используется иерархическая файловая система и так далее. В иерархической информационной модели объекты распределяются по уровням, от первого (верхнего) уровня до нижнего (последнего) уровня. Каждый элемент более высокого уровня может состоять из элементов нижнего уровня, а элемент нижнего уровня может входить в состав только одного элемента более высокого уровня.

Статическая иерархическая модель. Рассмотрим процесс построения информационной иерархической модели в форме графа, которая позволяет классифицировать современные компьютеры.графа Класс Компьютеры можно разделить на три подкласса: Суперкомпьютеры,Суперкомпьютеры, Серверы и Персональные компьютерыкомпьютеры. Иерархические информационные модели. Иерархические информационные модели.

В рассмотренной иерархической модели, классифицирующей компьютеры, имеются три уровня. На первом, верхнем, уровне располагается элемент Компьютеры, в него входят три элемента второго уровня Суперкомпьютеры, Серверы и Персональные компьютеры. В состав последнего входят три элемента третьего, нижнего, уровня Настольные, Портативные и Карманные компьютеры. Подкласс Персональные компьютеры делится, в свою очередь, на Настольные, Портативные и Карманные компьютеры.

Граф является удобным способом наглядного представления структуры информационных моделей. Вершины графа (овалы) отображают элементы системы. Связи между элементами изображаются на графе линиями. Если линия направленная (т.е. со стрелкой), то она называется дугой. Если нет стрелки, то это ребро. Две вершины, соединенные ребром или дугой, называются смежными. Связи, справедливые в обе стороны, называются симметричными. Симметричные связи на графе это ребра. Графы в этом случае называют неориентированными Графы, в которых связи между объектами несимметричны (отображаются дугами), называются ориентированными. Иерархические графы иногда называют деревьями. Информационные модели на графах. Информационные модели на графах. Выполни практические задания

Другим примером ориентированного графа являются блок-схемы алгоритмов. Блок-схема алгоритма представляет собой граф процесса управления некоторым исполнителем. Блоки вершины этого графа обозначают отдельные команды, которые отдаются исполнителю, а дуги указывают на последовательность переходов от одной команды к другой Геометрические фигуры, которые используются для обозначения вершин, следующие: -начало и конец последовательности действий - - исходные данные и результат - -Действия - --условие (вопрос, на который можно. ответить только «Да» или «Нет») Информационные модели на графах. Информационные модели на графах. Выполни практические задания

Динамическая иерархическая модель. Для описания исторического процесса смены поколений семьи используются динамические информационные модели в форме генеалогического дерева. В качестве примера можно рассмотреть фрагмент (X-XI века) генеалогического дерева династии Рюриковичей.фрагмент (X-XI века) генеалогического дерева династии Рюриковичей. Информационные модели на графах. Информационные модели на графах. Динамическая иерархическая модель ». Динамическая иерархическая модель ».

Сетевые информационные модели. Связь «многие ко многим». Сетевые информационные модели. Связь «многие ко многим». Сетевые информационные модели применяются для отражения систем со сложной структурой, в которых связи между элементами имеют произвольный характер. Например, различные региональные части глобальной компьютерной сети Интернет (см.рис.)(американская, европейская, российская, австралийская и так далее) связаны между собой высокоскоростными линиями связи. При этом одни части (например, американская) имеют прямые связи со всеми региональными частями Интернета, а другие могут обмениваться информацией между собой только через американскую часть (например, российская и австралийская). Содержание Построим граф, который отражает структуру глобальной сети Интернет. Вершинами графа являются региональные сети. Связи между вершинами носят двусторонний характер и поэтому изображаются ненаправленными линиями (ребрами), а сам граф поэтому называется неориентированным

Объектно-информационные модели. Объектно-информационные модели. А сейчас рассмотрим еще один подход к информационному моделированию, который называется объектно- ориентированным подходом. Главным понятием здесь является «объект». Объект это часть окружающей нас действительности. С точки зрения восприятия человеком объекты можно разделить на следующие группы: осязаемые или видимые предметы (например: кресло, автомобиль, мост); образы, созданные мышлением (например: стихотворение, музыкальное произведение, математическая теорема). Информационная модель объекта должна отражать некоторый набор его свойств. Свойства объекта Свойства объекта - это совокупность признаков, которые отличают его от других объектов.

Примеры объектов и их свойств. Примеры объектов и их свойств. Имя объектаСвойства Мой преподавательИмя, Стаж работы, Читаемый курс Мой жесткий дискОбъем, Количество занятой памяти Важный документИмя, Дата создания Объем занимаемой памяти, Местоположение

Объекты, обладающие одинаковыми свойствами и поведением, образуют класс объектов. Каждый объект является экземпляром какого-либо класса. Экземпляр класса (объект) это конкретный предмет или образ, а класс определяет множество объектов с одинаковыми свойствами и поведением. Класс может порождать произвольное число объектов, однако любой объект относится к строго фиксированному классу. Содержание

Параметры объекта Параметр – признак или величина, характеризующая какое-либо свойство предмета и принимающая различные значения. Параметр – признак или величина, характеризующая какое-либо свойство предмета и принимающая различные значения. 1.Название объекта 2.Размеры объекта 3.Цвет объекта 4.Назначение объекта 5.Содержание объекта

Объект книга 1Название 1.Учебник «Информатика» 2.Автор: Н.В. Макарова 2Размеры 1.Размеры страницы 21* Количество страниц: 500 3Цвет Смесь цветов: жёлтый, синий, зелёный, красный. 4Назначение Для изучения информатики 5Содержание или жанр Учебная

Действия объекта У каждого объекта свой определённый круг действий.У каждого объекта свой определённый круг действий. Не важно сам объект совершает действия или над ним их совершают.Не важно сам объект совершает действия или над ним их совершают. Объект(состояние1) Объект (состояние 2) ДействиеДействие

Процессы Процесс - последовательная смена состояний объекта как результат некоторых воздействий.Процесс - последовательная смена состояний объекта как результат некоторых воздействий. Примеры: изготовление скульптуры из камня, движение автомобиля, приготовление пищи.Примеры: изготовление скульптуры из камня, движение автомобиля, приготовление пищи. Информационные процессы – процессы, связанные с обработкой информации.Информационные процессы – процессы, связанные с обработкой информации. Процессы характеризуются свойствами и параметрами.Процессы характеризуются свойствами и параметрами.

Понятие модели Модель – упрощённые представления объектов.Модель – упрощённые представления объектов. Для любого объекта может существовать множество моделей, различных по сложности и степени сходства с оригиналом.Для любого объекта может существовать множество моделей, различных по сложности и степени сходства с оригиналом. Модели могут отражать некоторые характеристики объекта – свойства, действия, среду.Модели могут отражать некоторые характеристики объекта – свойства, действия, среду.

Объекты и их модели Исходный объект Модель Что отображается в модели СвойстваДействияСреда Медведь Плюшевый мишка Внешний облик Автомобиль Игрушечная машинка Внешний вид Перемещение под действием вращения колёс Пингвин Объёмная композиция в музее Внешний облик Антаркти ческий пейзаж

Определение модели Модель – аналог (заместитель) оригинала, отражающий некоторые его характеристики.Модель – аналог (заместитель) оригинала, отражающий некоторые его характеристики. Этот аналог служит для хранения и расширения знания об оригинале.Этот аналог служит для хранения и расширения знания об оригинале. Разнообразие моделей определяется разнообразием целей, поставленных при их создании.Разнообразие моделей определяется разнообразием целей, поставленных при их создании.

Информационная модель объекта Это целенаправленно отобранная информация об объекте, которая отражает наиболее существенные для исследователя свойства этого объекта.Это целенаправленно отобранная информация об объекте, которая отражает наиболее существенные для исследователя свойства этого объекта. При построении информационной модели сначала следует задаться целью, а затем отобрать необходимую информацию.При построении информационной модели сначала следует задаться целью, а затем отобрать необходимую информацию.

Формы представления информационных моделей В виде жестов или сигналов;В виде жестов или сигналов; Устная, словесная;Устная, словесная; Символьная (текст, числа, спец. Символы)Символьная (текст, числа, спец. Символы) Графическая;Графическая; Табличная.Табличная. Табличное представление информационной модели дискеты. Цель: изучение носителей информацииЦель: изучение носителей информации Объект Параметры ДействияСреда Название Возможные значения ДискетаРазмер5,25,3,5 Вставлять в CD- ROM Записывать, считывать, хранить информацию Компьютер, дисковод Объём1,44Мб ФирмаSONY

Значение информационных моделей Полученные на уроках в школе знания позволяют вам составить различные информационные модели, которые отражают информационную картину окружающего вас мира.Полученные на уроках в школе знания позволяют вам составить различные информационные модели, которые отражают информационную картину окружающего вас мира. Уроки истории - ?Уроки истории - ? Уроки астрономии - ?Уроки астрономии - ? Уроки географии - ?Уроки географии - ?

Слайд 2

Натурные модели

Модели воспроизводят свойства реального объекта, например, форму, способность плавать, ездить или летать. Примеры. Глобус – модель земного шара Манекен – модель человека Макет – модель застройки города … … Перечисленные модели называют материальными или натурными.

Слайд 3

Слайд 4

Моделируемый объект представляет собой сложную систему. Любая модель воспроизводит только те свойства оригинала, которые понадобятся человеку при ее использовании. Например, целью создания манекена является возможность его использования для демонстрации одежды, а целью создания другой модели человека – робота является умение воспроизводить некоторые физические действия. Свойства модели зависят от цели моделирования. Модели одного и того же объекта будут разными, если они создаются для разных целей.

Слайд 5

Слайд 6

Слайд 7

Информационные модели

Натурная модель – это физическое подобие объекта, а информационная модель – описание объекта. Способы описания: вербальный (описание на естественном языке), математический (формулы), графический (рисунок, чертеж). Объектом моделирования может быть материальный объект (корабль, комета, живая клетка); явление природы (гроза, солнечное затмение); процесс (полет ракеты, ядерный взрыв, изменение стоимости акций на фондовой бирже).

Слайд 8

Информационные модели одного итого же объекта, предназначенные для разных целей, могут существенно различаться. Например, личная карта человека, работающего на предприятии содержит краткую информацию о его биографии и данные о профессиональных достижениях, а медицинская карта этого же человека кроме анкетных данных содержит информацию о его здоровье, прививках, заболеваниях.

Слайд 9

Моделирование –это деятельность человека по созданию модели (натурной или информационной). Модель – это упрощенное подобие реального объекта. Модель отражает лишь некоторые свойства объекта, существенные для достижения цели моделирования. Модель используется как заменитель реальной системы для воспроизведения отдельных ее функций, для прогноза ее поведения в определенных условиях.

Слайд 10

Вопросы

1. Что такое модель? 2. Какие свойства реальных объектов воспроизводят следующие модели: Муляжи продуктов в витрине магазина Чучело птицы Заводной игрушечный автомобиль 3. Что такое информационная модель? 4. Можно ли элементы следующего списка считать информационными моделями? Если «да», то что для них является объектом моделирования? Расписание уроков Программа телевидения Рецепт на получение лекарства 5. Придумайте несколько вариантов описания одного и того же объекта для разных целей. 6. Назовите процессы или явления, которые невозможно или очень сложно воспроизвести в натурных моделях.

Посмотреть все слайды