Класс: 11
Урок-закрепление
Цели:
1) применить полученные знания о моделировании, формализации на практике;
2) использовать умения программировать, работать с электронными таблицами применительно к исследованию информационных моделей
Учебные задачи:
1) рассмотреть этапы разработки информационных моделей и их исследования на компьютере;
2) выполнить разработку и исследование физической модели
Методы: рассказ, задачный
Форма: 1 пара (2 “спаренных” урока)
Дидактические материалы: распечатка “Построение графика функции” (Приложение 1), учебник для 10-11 классов Н. Угриновича “Информатика и информационные технологии”
Ход урока
I. Организационный момент:
1) объяснить задачи урока
2) записать домашнее задание: читать в учебнике п. 5.5, 5.6 (стр.253-261)
Примечание: К данному уроку получены базовые знания по теме “Моделирование и формализация”. В 10-м классе изучена тема “Алгоритмизация и программирование”. В 9 классе изучена тема “Технология обработки числовой информации”.
II. Основная часть
1. Теория
Этапы разработки информационных моделей и их исследования на компьютере:
1) Создание описательной информационной модели (выделение существенных параметров объекта в зависимости от цели моделирования)
2) Создание формализованной модели (описательная модель, записанная с помощью какого-либо формального языка; с помощью формул, уравнений, неравенств и т.д. фиксируются формальные соотношения между начальными и конечными значениями свойств объектов; выявляются и накладываются ограничения на допустимые значения этих свойств). Если нет явных моделей, то используют приближенные математические методы, позволяющие получать результаты с заданной точностью
3) Преобразование формализованной информационной модели в компьютерную (модель надо представить на языке понятном компьютеру). Способы построения компьютерной модели:
а) построение алгоритма решения задачи и его кодирование на языке программирования (например, Паскаль);
б) построение компьютерной модели с использованием одного из приложений (табличного процессора Excel, СУБД Access и пр.) В процессе создания компьютерной модели полезно разработать удобный графический интерфейс
4) Компьютерный эксперимент
Способ (а): запуск и отладка программы, получение результатов
Способ (б): сортировка или поиск данных, построение диаграммы
5) Анализ результатов и корректировка исследуемой модели. Корректировка модели может проводиться многократно, пока анализ результатов не покажет их соответствие изучаемому объекту.
Примечание: Теоретические сведения об этапах разработки моделей и их исследовании на компьютере можно оформить в виде распечатки к уроку (по одной на парту), тогда, в ходе урока, учащимся будет проще законспектировать этот материал.
2. Практика (исследование физической модели)
“Движение тела, брошенного под углом к горизонту”
Этапы:
(все вместе)
1) Описательная модель
В процессе тренировок теннисистов используются автоматы по бросанию мячика в определенное место площадки. Необходимо задать автомату необходимую скорость и угол бросания мячика для попадания в мишень определенного размера, находящуюся на известном расстоянии.
2) Формальная модель
В результате расчетов с использованием известных из курса физики формул равномерного и равноускоренного движения получается:
x – дальность полета мячика
y – высота полета мячика
t – время полета мячика
l – высота мячика над землей на расстоянии s
s – расстояние до мишени
v0 – начальная скорость мячика
a – угол бросания мячика
Возможный результат: h – размер мишени
а) “Недолет”, если l < 0
б) “Попадание в мишень”, если 0 < l < h
в) “Перелет”, если l > h
Зарисовать схему движения тела, брошенного под углом к горизонту и отметить на нем обозначения всех используемых величин.
3) Компьютерная модель
Способ (а)
Предложить решить эту задачу учащимся, которые с 8-го класса изучали программирование на элективных курсах по информатике. Обязательно выдать распечатку “Построение графика функции” (см. Приложение 1).
Исходные данные: h, s, v0 , a (в градусах).
Выходные данные: построенная траектория движения тела до мишени и сообщение о результате: или “Недолет”, или “Попадание в мишень”, или “Перелет”.
Важное примечание: Обязательно разработать удобный для пользователя интерфейс!!!
Способ (б)
Использовать табличный процессор Excel.
Учитель совместно с остальными учащимися на доске предварительно должен составить таблицу так, как она будет выглядеть на рабочем листе (см. учебник Угриновича, стр.259-261).
Обязательно предусмотреть визуализацию формальной модели - построение на рабочем листе диаграммы типа “график”, отражающей траекторию движения мячика.
(по отдельности за компьютерами)
4) Компьютерный эксперимент
Посадить за компьютеры. Загрузить систему программирования Turbo Pascal 7.0 или Microsoft Excel. Составить программу или электронную таблицу.
5) Анализ полученных результатов и корректировка компьютерной модели.
Используя заранее составленные тесты, выполнить проверку программы, или табличных расчетов.
III. Итоги:
За 15 минут до конца урока учитель должен:
1) проверить полученные учащимися окончательные компьютерные модели на соответствие ожидаемому результату;
2) совместно с учащимися выполнить сравнение компьютерных моделей, полученных способами (а) и (б);
3) сделать выводы (совместно с учащимися)
4) оценить учащихся активно принимавших участие в работе на уроке