Моделирование эпидемии гриппа в Excel для специальности 2. Моделирование эпидемии гриппа в Excel для специальности
 Скачать 273 Kb.
|
 Государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования Московской области «Серпуховское медицинское училище (техникум)» Методическая разработка практического занятия Дисциплина: информатика и ИКТ тема: Моделирование эпидемии гриппа в Excel для специальности: 34.02.01 Сестринское дело Составитель: Куприкова Н.К. г.Серпухов, 2014 год. Пояснительная записка. В методической разработке рассматривается задача на моделирование эпидемии гриппа а также организационные, экономические ситуации, возникающие в связи с эпидемией. Моделирование задачи позволяет расширить представления студентов о применимости компьютерных технологий в медицине, способствует развитию мыслительных навыков и умению работать с информацией. Методическая разработка практического занятия «Моделирование эпидемии гриппа в Excel». Цели занятия: Обучающие: -формирование умений корректно выстраивать порядок действий; -дать представление о методике математического моделирования для решения конкретной задачи и возможностях компьютерных технологий, в частности Excel, для реализации процесса развития ситуации, описанной в задаче. Развивающие: -развитие творческих способностей обучающихся, познавательного интереса, умений анализировать, обобщать, сравнивать, синтезировать знания, полученные на других предметах и своей профессиональной деятельности Воспитательные: -воспитание информационной культуры, внимательности, аккуратности, дисциплинированности, стремления к получению новых знаний, обобщению знаний из различных областей жизни и своей профессиональной деятельности; -воспитание чувства товарищества, коммуникативных качеств, культуру межличностных взаимоотношений; Методические: -продемонстрировать использование знаний данного урока в профессиональной деятельности. Мотивация выбора темы: Рассмотрение задач на математическое моделирование позволяет расширить представления студентов о применимости информационных технологий в медицине, развивает мыслительную деятельность и навыки работы со статистической информацией. Решение задач с медицинской тематикой с применением навыков работы на компьютере и знаниями математики демонстрирует роль дисциплины математики и информатики в подготовке медицинских специалистов. Вид занятия: практическое. Время проведения: 2 часа. Место проведения: кабинет информатики. Программное обеспечение: Excel. План занятия. Вводная часть. Мотивация выбора темы. Объяснение нового материала. - Формулировка задачи. - Выявление исходных данных - Объяснение хода выполнения работы. III. Практическая часть. Выполнение расчетов. Построение графиков. IV. Анализ работы. Подведение итогов. Ход занятия. Вводная часть. Мотивация выбора темы. При изучении информационных технологий целесообразно рассматривать примеры использования прикладных программ с точки зрения будущей профессиональной деятельности. Одним из таких примеров является рассмотрение задачи на моделирование эпидемиологической обстановки заболеваемости гриппом. Смоделировать развитие эпидемии гриппа и проанализировать полученные расчётные данные можно, используя технологию обработки числовой информации электронные таблицы Excel. После выполнения практической работы в Excel, на которой изучались вопросы работы с формулами в Excel, относительные и абсолютные ссылки, построение графиков, предлагается продемонстрировать применение полученных знаний и навыков, а также возможностей Excel для рассмотрения конкретной задачи. Закрепление навыков работы на компьютере, применяя методику выполнения конкретных задач с использованием медицинской направленности, позволяет развить у студентов интеллектуальные умения и самостоятельную мыслительную деятельность при работе с информацией. Моделирование задачи состоит из нескольких этапов: чёткая формулировка задачи, выявления исходных данных для её решения, разработка математической модели решаемой задачи, выбор метода решения, выполнение задачи и анализ полученных результатов. Объяснение нового материала. Формулировка задачи: в городе, населённостью 1 млн. человек, начинается эпидемия гриппа. Требуется отследить «развитие» эпидемии, для этого сформировать таблицу, в которой отражены данные на каждый день эпидемии о: - количестве заболевших на каждый день, количестве нетрудоспособных в связи с болезнью, если допустить, что заболевание длится 10 дней, количестве обращений к врачу, если считать, что больной обращается дважды к врачу: в начале заболевания и в конце, количестве обращений к врачу, количестве врачей для обслуживания больных, если на одного врача допускается двадцать посещений больных. Построить графики, иллюстрирующие развитие эпидемии гриппа: рост числа заболевших, количество нетрудоспособных в связи с болезнью, число обращений к врачу, зависимость количества врачей, необходимых для обслуживания больных. Исходные данные: население города 1 млн. человек, допустим, в город приехали 20 человек, которые являются переносчиками гриппа. Объяснение хода выполнения работы. Для вычисления количества заболевших в определенный день эпидемии используется уравнение: К=аК1К2 (1) а =0,000002- коэффициент, характеризующий степень заразности для гриппа, К1- не перенесшие заболевание (без иммунитета), К2- заболевшие вчера (они активно продуцируют возбудитель) III. Практическая часть. Выполнение расчетов. Построение графиков. Для решения поставленной задачи в Excel формируется следующая таблица:
Количество дней эпидемии целесообразно взять не более 36. Для расчёта количества «заболевших сегодня» в ячейку С3 вводится формула на основании уравнения (1): =ОКРУГЛ(0,000002*B2*C2;0); в этой формуле используется округление расчётных данных до целого значения. Для расчёта «не перенесших гриппа» необходимо вычесть из количества не перенесших грипп в предыдущий день эпидемии количество заболевших сегодня, для этого в ячейку В3 вводится формула =B2-C3 Выделив ячейки В3 и С3, можно эти формулы скопировать эти формулы на все дни эпидемии. При таком копировании координаты ячеек в формуле будут относительными, т.е. меняться в зависимости от адреса ячеек, например, в ячейке С4: =ОКРУГЛ(0,000002*B3*C3;0) , а в ячейке В4: =B3-C4 и т.д. После расчёта таблица выглядит так:
Таким образом, в каждый последующий день эпидемии расчёт числа заболевших производится относительно данных предыдущего дня эпидемии. По таблице видно, что пик заболеваемости приходится на 16-ый день эпидемии, и уже к 28-му дню нет вновь заболевших гриппом. Для расчёта на каждый день заболевших всего необходимо сложить заболевших сегодня и заболевших всего в предыдущий день, для этого в ячейку D3 вводится формула =C3+D2 и затем эта формула копируется в ячейки столбца D на все дни эпидемии. При этом координаты ячеек в формуле будут относительными. Для вычисления количества нетрудоспособного населения на каждый день эпидемии в связи с болезнью надо учитывать, что заболевание длится 10 дней, поэтому в первые десять дней количество нетрудоспособных в каждый день эпидемии равно числу заболевших сегодня плюс число получивших больничный лист вчера; формула вводится в ячейку E3: =C3+E2 и затем копируется на первые десять дней эпидемии. На 11-ый день эпидемии для расчёта количества нетрудоспособных на каждый день эпидемии надо сложить число заболевших сегодня и число получивших больничный лист вчера, и из полученной суммы вычесть число заболевших в первый день эпидемии, т.к. они уже здоровы. В ячейке E12 вводится формула =C12+E11-C2 и затем копируется на остальные дни эпидемии. Для расчёта числа обращений к врачу необходимо учесть, что больной обращается дважды к врачу: в начале заболевания и в конце заболевания- на десятый день болезни. Число обращений к врачу первые девять дней эпидемии очевидно равно количеству заболевших сегодня, а на десятый день эпидемии для расчёта числа обращений к врачу к количеству заболевших сегодня прибавляется число заболевших в первый день эпидемии. В ячейку F2 вводится формула =C2, и эта формула копируется на девять дней эпидемии, в ячейку F11 вводится формула =С11+С2 и затем эта формула копируется на все остальные дни эпидемии. Последний расчёт- количество врачей для обслуживания больных вычисляется в столбике G и равен числу обращений к врачу делить на 20 (по условию задачи на одного врача допускается 20-ть посещений больных за один приём), для этого в ячейку G2 вводится формула =ОКРУГЛ(F2/20;0). После всех расчётов таблица выглядит так:
IV. Анализ работы. Подведение итогов. Для анализа расчётных данных удобно построить два графика, на одном из которых представлены зависимости количества заболевших на каждый день эпидемии, количества нетрудоспособных в связи с болезнью, т.е. находящихся «на больничном», а также числа обращений к врачу в каждый день эпидемии. Анализ полученных данных можно предложить выполнить студентами самостоятельно. Примечание: для построения графиков желательно использовать тип графика «точечный», выделив для первого графика данные в столбцах A,C,E,F; для второго графика данные в столбцах A,G. При таком выборе типа графика 1-ый столбец рассматривается как ось категорий. Г  рафик 1. График 2.  Литература: Е.А.Колмыкова, И.А.Кумскова. Информатика. Академия, М.2005 Н.Д.Угринович. Информатика и ИКТ. Учебник 10-11 классы. Бином, М.2013 |