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:

Організаційна частина (2–3 хв.):

перевірка наявності учнів;

перевірка готовності до уроку;

призначення чергового.

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?

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?

Практична робота (основний час):

а) формування завдання роботи.

Виконати вправу 6–1.

б) вступний інструктаж.

в) самостійна робота учнів.

г) поточний інструктаж.

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.

Домашнє завдання (до 3 хв.).

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

Прибирання робочих місць.