курс. хищник-жертва. Моделирование в научных исследованиях стало использоваться еще в глубокой древности и постепенно захватывало все новые области научных знаний
 Скачать 224.39 Kb.
|
|
Введение Моделирование в научных исследованиях стало использоваться еще в глубокой древности и постепенно захватывало все новые области научных знаний. У каждого математика возникло желание «увидеть невидимое», то есть заглянуть в протекание физического явления и увидеть механизм, даже тогда когда он скрыт от непосредственного восприятия. И вот тут на помощь пришли компьютерные технологии, а именно компьютерное моделирование, позволяющее создать и увидеть «виртуальные» эксперименты, модели. В настоящее время задачи математической экологии имеют первостепенное значение. Важным этапом решения этих задач является разработка математических моделей экологических систем. Одной из основных задач экологии па современном этапе является изучение структуры и функционирования природных систем, поиск общих закономерностей. Большое влияние на экологию оказала математика, способствующая становлению математической экологии, особенно такие её разделы, как теория дифференциальных уравнений, теория устойчивости и теория оптимального управления. Одной из первых работ в области математической экологии была работа А.Д. Лотки (1880 - 1949), который первый описал взаимодействие различных популяций, связанных отношениями хищник - жертва. Большой вклад в исследование модели хищник -жертва внесли В. Вольтерра (1860 - 1940), В.А. Костицин (1883-1963) В настоящее время уравнения описывающие взаимодействие популяций, называются уравнениями Лотки - Вольтерра. Одной из важных проблем математической экологии является проблема устойчивости экосистем, управления этими системами. Управление может осуществляться с целью перевода системы из одного устойчивого состояния в другое, с целью её использования или восстановления. Актуальность курсовой работы. В связи с массовым оборудованием компьютерами школ по общероссийской программе компьютеризации, углубился интерес к использованию компьютеров в предметном обучении. Компьютер как техническое средство открывает большие возможности для улучшения учебного процесса. Однако, применение компьютера в обучении, не получило широкого распространения и носит ограниченный характер. Цель курсовой работы - изучение и исследование особенностей компьютерного моделирования в области математической экологии. Исходя из цели, поставлены следующие задачи курсовой работы: изучить основные понятия о компьютерном моделировании; систематизировать материал по компьютерному моделированию в области математики; рассмотреть компьютерное моделирование на примере решения задачи хищник-жертва. 1. Основные теоретические сведения по основам моделирования 1.1. Исторические аспекты возникновения информатики в школе Информатика – это наука, изучающая все аспекты получения, хранения, преобразования, передачи и использования информации. Под понятием информатики объединяют ряд научных направлений, исследующих разные стороны одного и того же объекта – информации. Термин информатика возник в 60-х гг. во Франции для названия области, занимающейся автоматизированной обработкой информации с помощью электронных вычислительных машин. Французский термин informatigue (информация) и automatigue (автоматика) и означает «информационная автоматика или автоматизированная переработка информации». В англоязычных странах этому термину соответствует синоним computer science (наука о компьютерной технике). Выделение информатики как самостоятельной области человеческой деятельности в первую очередь связано с развитием компьютерной техники. Причём основная заслуга в этом принадлежит микропроцессорной технике, появление которой в середине 70-х гг. Часто возникает путаница в понятиях «информатика» и «кибернетика». Основная концепция, заложенная Н. Винером в кибернетику, связана с разработкой теории управления сложными динамическими системами в разных областях человеческой деятельности. Кибернетика существует независимо от наличия или отсутствия компьютеров. Кибернетика – это наука об общих принципах управления в различных системах: технических, биологических, социальных и др. Информатика занимается изучением процессов преобразования и создания новой информации более широко, практически не решая задачи управления различными объектами, как кибернетика. Поэтому может сложиться впечатление об информатике как о более ёмкой дисциплине, чем кибернетика. Однако, с другой стороны, информатика не занимается решением проблем, не связанных с использованием компьютерной техники, что, несомненно, сужает её, казалось бы, обобщённый характер. Между этими двумя дисциплинами провести чёткую границу не представляется возможным в связи с её размытостью и неопределённостью, хотя существует довольно распространённое мнение, что информатика является одним из направлений кибернетики. Информатика появилась благодаря развитию компьютерной техники, базируется на ней и совершенно немыслима без неё. Кибернетика же развивается сама по себе, строя различные модели управления объектами, хотя и очень активно использует все достижения компьютерной техники. Кибернетика и информатика, внешне очень похожие дисциплины. В развитии отечественного школьного курса информатики выделяется несколько этапов, связанных со сменой парадигм преподавания курса и, соответственно, изменениями в методической системе обучения информатике. На первом этапе (с середины 1950-х гг. до 1985 г.) в рамках производственного обучения в школе и факультативных курсов возникло два направления обучения кибернетике и информатике в средней школе: 1) общеобразовательное, связанное с изучением информационных процессов, принципов строения и функционирования самоуправляемых систем различной природы, автоматической обработкой информации 2) прикладное в рамках дифференциации обучения в старших классах школы с производственным обучением, основанное на изучении программирования и устройства ЭВМ 1950-е годы: изучение программирования в ряде школ г.Новосибирска (А.П.Ершов и его сотрудники). 1960-е годы: подготовка программистов в московских школах с математической специализацией. 1970-е годы: подготовка школьников по специальностям, связанным с ЭВМ (Москва, Ленинград, Новосибирск). Министерство образования рекомендует программу факультативного курса «Основы кибернетики» (В.С.Леднев, А.А.Кузнецов). Конец 70-х годов: обоснование необходимости включения в структуру общего образования курсов, отражающих науки, изучающие информационные, кибернетические стороны мира (В.С. Леднев); разработка концепции школьной информатики (А.П.Ершов, Г.А.Звенигородский, Ю.А.Первин). 1982 год: решение Министерства просвещения СССР о введении калькуляторов в учебный процесс школы. 1984 год: разработка основных направлений реформы общеобразовательной и профессиональной школы 1985 год: разработка программы предмета «Основы информатики и вычислительной техники». Второй этап (1985 г. – конец 1980-х гг.) характеризуется включением в учебные планы школ обязательного курса «Основы информатики и вычислительной техники» (в 1985 г.). Один из его идеологов – А.П.Ершов, который видел цель курса в обеспечении компьютерной грамотности школьников, под которой понималось умение программировать («Программирование – вторая грамотность», А.П. Ершов). Соответственно, основными понятиями курса были «компьютер», «исполнитель», «алгоритм», «программа». Для преподавания курса использовался первый школьный учебник по информатике, составленный авторским коллективом под руководством А.П. Ершова и В.М. Монахова. 1 сентября 1985 г началось преподавание основ информатики и ВТ в массовой школе. Обучение информатике проходило под лозунгом, выдвинутым академиком А.П. Ершовым, «Программирование – вторая грамотность». Отечественная техника, выпускаемая в это время, имела программное обеспечение в основном для обучения программированию. Третий этап (конец 80-х – начало 90-х гг.) связан с использованием трех учебников, составленных разными авторскими коллективами. К концу 80-х годов возрастает потребность школ в учебниках и учебных программах по информатике, ориентированных на использование ЭВМ. В результате проведенного в 1987 году конкурса, для преподавания информатики в школе был рекомендован учебник ОИВТ, написанный авторским коллективом под руководством В.А.Каймина. Позднее школам были рекомендованы еще два учебника, созданные авторскими коллективами во главе с А.Г.Кушниренко и А.Г.Гейном. Четвертый этап в истории информатики в школе (1990-е гг.) связан с целым рядом новых обстоятельств. В стране получила распространение компьютерная техника зарубежного производства. Отдельные школы стали оснащаться современными компьютерами, вследствие чего возникла проблема смещения акцента в преподавании курса информатики с обучения программированию на прикладной и технологический аспекты. Возникла необходимость и возможность введения в учебный план пропедевтического курса информатики. Появившиеся возможности приобретения и установки мультимедийных программ позволили использовать компьютер на уроках гуманитарного цикла, при изучении иностранных языков, музыки, рисования и т.д. Пятый этап (с конца 90-х гг. по настоящее время.) характеризуется интенсивным осмыслением накопленного опыта вместе с тенденцией возвращения к общеобразовательным принципам, сформулированным еще в 60-е годы. 1.2. Требования ФГОС к преподаванию информатики и моделирования в школе В соответствии с ФГОС ООО В соответствии с ФГОС ООО курс информатика входит в предметную область «Математика и информатика». В основе ФГОС лежит системно - деятельностный подход, обеспечивающий: активную учебно-познавательную деятельность учащихся; формирование у учащихся готовности к саморазвитию; построение образовательного процесса с учётом индивидуальных возрастных, психологических и физиологических особенностей учащихся; проектирование и конструирование в системе образования социальной среды развития учащихся. В соответствии с ФГОС курс ООО нацелен на обеспечение реализации трех групп образовательных результатов: личностных, метапредметных и предметных. В соответствии с ФГОС курс ООО нацелен на обеспечение реализации трех групп образовательных результатов: личностных, метапредметных и предметных. Важнейшей задачей изучения информатики в школе является: воспитание и развитие качеств личности, отвечающих требованиям информационного общества. В частности, одним из таких качеств является приобретение учащимися информационно-коммуникационной компетентности (ИКТ-компетентности). Курс информатики по ФГОС Обязательно: 1 ч в 7 классе; 1 ч в 8 классе; 2 ч в 9 классе; 1 ч в 10 классе; 1 ч в 11 классе. По усмотрению школы: + часы в 5-6 классах Изучение информатики в 5-6 классах способствует: развитию общеучебных умений и навыков на основе средств и методов информатики и ИКТ; целенаправленному формированию таких общеучебных понятий, как «объект», «система», «модель», «алгоритм» и др.; воспитанию ответственного и избирательного отношения к информации; развитию познавательных, интеллектуальных и творческих способностей учащихся. Изучение информатики в 7-9 классах способствует: формированию целостного мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки и общественной практики за счет развития представлений об информации как важнейшем стратегическом ресурсе развития личности, государства, общества; совершенствованию общеучебных и общекультурных навыков работы с информацией в процессе систематизации и обобщения имеющихся и получения новых знаний, умений и способов деятельности в области информатики и ИКТ; развитию навыков самостоятельной учебной деятельности школьников; воспитанию ответственного и избирательного отношения к информации с учетом правовых и этических аспектов ее распространения, воспитанию стремления к продолжению образования и созидательной деятельности с применением средств ИКТ. Пояснительную записку Общую характеристику учебного предмета Место учебного предмета в учебном плане Личностные, метапредметные и предметные результаты освоения информатики Содержание учебного предмета Тематическое планирование с определением основных видов учебной деятельности Рекомендуемое поурочное планирование Материально-техническое и учебно-методическое обеспечение образовательного процесса Авторский учебно-методический комплект по курсу информатики для основной школы Планируемые результаты изучения информатики ФГОС ООО делает значительный акцент на освоении учащимися универсальных учебных действий. Именно через освоение универсальных действий предполагается осуществлять приобретение учащимися ключевых компетенций. При этом само формирование у учащихся УУД требует использования комплекса современных педагогических технологий. ФГОС ООО делает значительный акцент на освоении учащимися универсальных учебных действий. Именно через освоение универсальных действий предполагается осуществлять приобретение учащимися ключевых компетенций. При этом само формирование у учащихся УУД требует использования комплекса современных педагогических технологий. Учитель информатики должен стать конструктом новых педагогических ситуаций, новых заданий, направленных на использование обобщенных способов деятельности и создание учащимися собственных продуктов в освоении знаний. По мнению инициаторов идеи метапредметности, учитель должен не составлять план урока, а сценировать его. Независимо от многообразия и специфики типов любое учебное занятие должно нести следующие функции и соответствующие им этапы. Первая функция — введение обучаемых в учебную деятельность. Введение в учебную деятельность предполагает: Первая функция — введение обучаемых в учебную деятельность. Введение в учебную деятельность предполагает: а) создание у обучаемых учебной мотивации («мотив» — побудитель к действию, «мотивация» — процесс побуждения, стимулирования мотивов); б) осознание и принятие учащимися учебной цели. Вторая функция, которую учитель должен предусмотреть, создавая проект учебного занятия — создание учебной ситуации, т.е. такого действа, в котором будут достигаться учебные цели. Вторая функция, которую учитель должен предусмотреть, создавая проект учебного занятия — создание учебной ситуации, т.е. такого действа, в котором будут достигаться учебные цели. Для создания учебной ситуации учителю нужны особые задачи, которые нацелены на получение результата, содержащегося в условии самой задачи. При этом речь идет об освоении полного цикла решения задачи, а именно: постановка задачи; построение, анализ и оценка модели; разработка и исполнение алгоритма в рамках данной модели; анализ и использование результатов. Третья функция, которую должен спроектировать учитель — обеспечение учебной рефлексии. Третья функция, которую должен спроектировать учитель — обеспечение учебной рефлексии. Четвертая функция — функция обеспечения контроля за деятельностью обучаемых. В учебной деятельности учитель должен контролировать изменения, происшедшие в ученике. Именно эти изменения являются действительным продуктом учебной деятельности. Для самого обучаемого контроль за правильностью выполнения задания, означает направленность сознания на собственную деятельность. Контроль имеет ценность только в том случае, когда он постепенно переходит в самоконтроль. Четвертая функция — функция обеспечения контроля за деятельностью обучаемых. В учебной деятельности учитель должен контролировать изменения, происшедшие в ученике. Именно эти изменения являются действительным продуктом учебной деятельности. Для самого обучаемого контроль за правильностью выполнения задания, означает направленность сознания на собственную деятельность. Контроль имеет ценность только в том случае, когда он постепенно переходит в самоконтроль. Таким образом, проектируя замысел современного учебного занятия по информатике, учитель должен стимулировать учебные мотивы ученика, активизировать учебную деятельность, обеспечивать рефлексию учебной деятельности и контроль за процессом и результатами деятельности обучаемого. Общеобразовательный курс информатики – один из основных предметов, способный дать обучающимся методологию приобретения знаний об окружающем мире и о себе, обеспечить эффективное развитие общеучебных умений и способов интеллектуальной деятельности на основе методов информатики, становление умений и навыков информационно-учебной деятельности на базе средств ИКТ для решения познавательных задач и саморазвития. Информатика имеет очень большое и всё возрастающее число междисциплинарных связей, причем как на уровне понятийного аппарата, так и на уровне инструментария. Многие положения, развиваемые информатикой, рассматриваются как основа создания и использования информационных и коммуникационных технологий – одного из наиболее значимых технологических достижений современной цивилизации. Переход на ФГОС ООО предполагает разработку рабочей программы курса информатики. Начиная работу по разработке рабочей программы курса информатики основной школы необходимо изучить все документы по ФГОС ООО и Примерную программу по информатике. Для каждого образовательного учреждения должна быть разработана рабочая программа курса информатики. Установленные ФГОС ООО новые требования к результатам обучающихся вызывают необходимость в изменении содержания обучения на основе принципов метапредметности как условия достижения высокого качества образования. В информатике формируются многие виды деятельности, которые носят метапредметный характер, способность к ним образует ИКТ-компетентность. Это моделирование объектов и процессов; сбор, хранение, преобразование и передача информации; информационный аспект управления процессами и пр. Специфика общеобразовательного курса информатики заключается в том, что она активно использует элементы других дисциплин: математики, философии, стилистики, психологии и инженерии. Информатика оперирует с фундаментальными понятиями, которые внешне по-разному проявляются в различных областях знания. Отличительной особенностью ФГОС ООО является установленные новые требования к результатам обучающихся: личностные, метапредметные и предметные образовательные результаты, которые формируются путем освоения содержания общеобразовательного курса информатики. Личностные результаты направлены на формирование в рамках курса информатики, прежде всего, личностных универсальных учебных действий. Метапредметные результаты нацелены преимущественно на развитие регулятивных и знаково-символических универсальных учебных действий через освоение фундаментальных для информатики понятий алгоритма и информационной (знаково-символической) модели. Предметные результаты в сфере познавательной деятельности отражают внутреннюю логику развития учебного предмета: от информационных процессов через инструмент их познания — моделирование к алгоритмам и информационным технологиям. В этой последовательности формируется, в частности, сложное логическое действие — общий прием решения задачи. Учитель информатики должен стать конструктом новых педагогических ситуаций, новых заданий, направленных на использование обобщенных способов деятельности и создание учащимися собственных продуктов в освоении знаний. Чтобы решать эти задачи, каждому учителю важно понять, что, зачем и каким образом изменить в своей деятельности. Особое внимание должно быть уделено изменению методики преподавания информатики, ориентированной на формирование как предметных, так и метапредметных и личностных результатов. Ни один навык не формируется без устойчивого интереса. Познавательный интерес является одним из значимых факторов активизации учебной деятельности. Только в этом случае учение становится личностно – значимой деятельностью, в которой сам обучаемый заинтересован. Содержание учебного материала и форма, в какой он преподносится обучающимся, должны быть таковы, чтобы сформировать у них целостное представление видение мира и понимание места и роли человека в нем, чтобы получаемая информация становилась для них личностно-значимой. 1.3. Анализ учебников информатики, содержащих тему моделирование Анализ учебника Макаровой Н.В. «Информатика 7-9 кл.» Место, которое занимает тема информационного моделирования и информационной модели, в учебнике Макаровой Н.В. 7-9 кл. отличается объёмностью и доступностью теоретического материала, который легко воспринимается и запоминается обучающимися. Обилие примеров, рисунков, схем, таблиц в учебнике и простота изложения материала способствует более легкому усвоению даже очень сложных для учеников тем. В учебнике изучение моделирования основано по принципу «от простого к сложному» - с представления об объектах. Для того чтобы перейти к моделям, нужно четко представлять себе, что такое сам объект, его свойства и характеристики. Когда учащийся отчетливо видит объект, ему не составляет особого труда разобраться в модели, и форме ее представления. Большое внимание в учебнике уделяется разделу «Представление о системе объектов». В этом разделе раскрываются понятия отношений между объектами, связи объектов и вводится понятие о системе объектов (связи и отношения между элементами системы, среда, целостность). Очень доступно с точки зрения учеников излагается тема «Информационная модель системы». Далее идет раздел «Основы классификации объектов». Изучив этот раздел, учащиеся узнают: - что такое классы и подклассы; - что такое основание для классификации; - наследование свойств; - для чего нужна классификация объектов; - как провести классификацию; - как классифицируются компьютерные документы. В разделе «Классификация моделей» узнают: - что может служить основанием для классификации моделей; - классификацию моделей по области использования, способу представления; - каковы формы представления информационных моделей; - что такое компьютерная модель. В разделе «Основные этапы моделирования » изучают: - что такое моделирование; - что может служить прототипом для моделирования; - место моделирования в деятельности человека; - основные этапы моделирования; - что такое компьютерная модель; - что такое компьютерный эксперимент. Так же к учебнику прилагается задачник по моделированию. Задачник по моделированию является частью учебно-методического комплекта к базовому курсу информатики для средней школы. Цель задачника - научить моделированию. К работе с ним следует приступать после освоения технологии работы в основных программных средах, представленных в книге «Информатика. 7-9 класс. Базовый курс. Практикум по информационным технологиям». Каждый этап моделирования подробно рассматривается на примере большого количества задач. Особое внимание уделяется этапу формализации задачи и разработке информационной модели изучаемого объекта или системы. В зависимости от типа задачи моделирование проводится в системе управления базой данных, графическом редакторе, текстовом или табличном процессорах. Теория моделирования излагается в учебнике «Информатика. Базовый курс». В задачнике она адаптирована к специфике конкретной среды. Задачник может быть использован как для работы в классе, так и для самостоятельной работы. В этих учебных пособиях полностью отображается образовательный минимум содержания образования линии «Моделирование и формализация». Анализ учебника Н.Д. Угриновича, информатика и ИКТ для 9 класса Содержание учебника «Информатика и ИКТ» Угриновича Н. Д. для 9 класса соответствует утвержденным Министерством образования и науки РФ Государственному стандарту основного общего образования по информатике и информационным технологиям (федеральный компонент) и Примерной программе основного общего образования по информатике и информационным технологиям. Важное место в курсе занимает тема «Моделирование и формализация», в которой исследуются интерактивные модели из различных предметных областей: физики, химии, биологии, алгебре. Например: физика (электростатическое взаимодействия двух зарядов (стр. 124)); физика (движения тела брошенного под углом к горизонту (стр. 137)); химия (строение молекулы воды (стр. 124)); биология (популяции животных (стр. 113)); алгебра (приближённое решение уравнений (стр. 129)). Эта тема способствует информатизации учебного процесса в целом, придает курсу «Информатика и ИКТ» межпредметный характер. Готовые интерактивные модели размещены в Интернете или существуют в виде цифровых образовательных ресурсов (ЦОР) на CD-дисках. После каждого пункта и параграфа есть вопросы для самоконтроля и контрольные вопросы, имеются задачи для устных вычислений, а также повышенных сложности. Изложение теоретического материала ведётся доступно с использованием различных форм представления информации: графиков, рисунков, схем, таблиц. Уровень изложения вполне соответствует возрастным особенностям учащихся. Практические работы методически ориентированы на использование метода проектов, на исследование несложных практических ситуаций, выдвижение предположений, понимание необходимости их проверки. Выполнение практических и лабораторных работ, несложных экспериментов используется для доказательства выдвигаемых предположений; описания результатов; способствует творческому решению учебных и практических задач, умению мотивированно отказываться от образца, искать оригинальные решения. Семакин И.Г. Моделирование изучается в 9 классе. Отведено на изучение темы 4 часа. Учащиеся должны знать: что такое модель; в чем разница между натурной и информационной моделями; какие существуют формы представления информационных моделей (графические, табличные, вербальные, математические). Учащиеся должны уметь: приводить примеры натурных и информационных моделей;ориентироваться в таблично организованной информации;описывать объект (процесс) в табличной форме для простых случаев; Содержание курса: понятие модели; модели натурные и информационные. Назначение и свойства моделей. Виды информационных моделей: вербальные, графические, математические, имитационные. Табличная организация информации. Области применения компьютерного информационного моделирования. Практика на компьютере: работа с демонстрационными примерами компьютерных информационных моделей. Босова Л.Л. Моделирование изучается в 7 классе. Отведено на изучение темы: 1 вариант: 1 час в неделю (35 часов в год) отведено 20 часов (10 теоретической части и 10 практической). 2 вариант: 2 часа в неделю (70 часов в год) отведено 36 часов (18 теоретической части и 18 практической). Задачи: 1. создать условия для осознанного использования учащимися при изучении школьных дисциплин таких общепредметных понятий как «объект», «система», «модель», «алгоритм», «исполнитель» и др.; 2. сформировать у учащихся умения организации собственной учебной деятельности, включающими: целеполагание как постановку учебной задачи на основе соотнесения того, что уже известно, и того, что требуется установить; планирование – определение последовательности промежуточных целей с учетом конечного результата, разбиение задачи на подзадачи, разработка последовательности и структуры действий, необходимых для достижения цели при помощи фиксированного набора средств; прогнозирование – предвосхищение результата; контроль – интерпретация полученного результата, его соотнесение с имеющимися данными с целью установления соответствия или несоответствия (обнаружения ошибки); коррекция – внесение необходимых дополнений и корректив в план действий в случае обнаружения ошибки; оценка – осознание учащимся того, насколько качественно им решена учебно-познавательная задача; 3. сформировать у учащихся умения и навыки информационного моделирования как основного метода приобретения знаний: умение преобразовывать объект из чувственной формы в пространственно-графическую или знаково-символическую модель; умение строить разнообразные информационные структуры для описания объектов; умение «читать» таблицы, графики, диаграммы, схемы и т.д., самостоятельно перекодировать информацию из одной знаковой системы в другую; умение выбирать форму представления информации в зависимости от стоящей задачи, проверять адекватность модели объекту и цели моделирования; 4. сформировать у учащихся основные универсальные умения информационного характера: постановка и формулирование проблемы; поиск и выделение необходимой информации, применение методов информационного поиска; структурирование и визуализация информации; выбор наиболее эффективных способов решения задач в зависимости от конкретных условий; самостоятельное создание алгоритмов деятельности при решении проблем творческого и поискового характера; 5. сформировать у учащихся широкий спектр умений и навыков: использования средств информационных и коммуникационных технологий для сбора, хранения, преобразования и передачи различных видов информации; овладения способами и методами освоения новых инструментальных средств; 6. формировать у учащихся основные умения и навыки самостоятельной работы, первичные умения и навыки исследовательской деятельности, принятия решений и управления объектами с помощью составленных для них алгоритмов; 7. сформировать у учащихся умения и навыки продуктивного взаимодействия и сотрудничества со сверстниками и взрослыми: умения правильно, четко и однозначно формулировать мысль в понятной собеседнику форме; умения работы в группе; умения выступать перед аудиторией, представляя ей результаты своей работы с помощью средств ИКТ. 7 класс информационное моделирование Модели объектов и их назначение. Информационные модели. Словесные информационные модели. Многоуровневые списки. Математические модели. Табличные информационные модели. Структура и правила оформления таблицы. Простые таблицы. Сложные таблицы. Табличное решение логических задач. Вычислительные таблицы. Электронные таблицы. Графики и диаграммы. Наглядное представление о соотношении величин. Визуализация многорядных данных. Многообразие схем. Информационные модели на графах. Деревья. Компьютерный практикум Практическая работа №4 «Создаем словесные модели». Практическая работа №5 «Многоуровневые списки». Практическая работа №6 «Создаем табличные модели». Практическая работа №7 «Создаем вычислительные таблицы в Word». Практическая работа №8 «Знакомимся с электронными таблицами в Excel». Практическая работа №9 «Создаем диаграммы и графики». Практическая работа №10 «Схемы, графы и деревья». Практическая работа №11 «Графические модели». Практическая работа №12 «Итоговая работа». Вывод: тематическое планирование у Босовой Л.Л. соответствует стандарту среднего (полного) общего образования. Темы идут последовательно и поняты учящимся. 1.4. Основные понятия моделирования и компьютерного моделирования Задачи, которые решает человек в своей образовательной, научно- исследовательской и профессиональной деятельности, делятся на две категории – вычислительныеи функциональные.Цель вычислительныхзадач– расчет параметров, характеристик, обработка данных. Функциональные задачи требуют решения при реализации функций управления, проектирования. Это, например, управление деятельностью торгового предприятия, планирование выпуска продукции, управление перевозкой грузов и т.п. Процесс решения задачи средствами моделирования отображает схема, показанная на рис. 1.1. Под реальным объектом подразумевается исследуемый объект (система, явление, процесс). Модель– это материальный или воображаемый объект, который в процессе познания замещает реальный объект, сохраняя при этом его существенные свойства. Моделирование– это процесс исследования реального объекта с помощью модели. Исходный объект называется при этом прототипом или оригиналом.  Рис. 1.1. Схема процедуры решения задачи посредством моделирования Моделировать можно не только материальные объекты, но и процессы. Например, конструкторы используют аэродинамическую трубу для воспроизведения на земле условий полета самолета. В дальнейшем термин «объект моделирования» будем понимать в широком смысле: это может быть как некоторый вещественный объект (предмет, система), так и реальный процесс. Модель повторяет не все свойства реального объекта, а только те, которые требуются для ее будущего применения. Поэтому важнейшим понятием в моделировании является понятие цели. Цель моделирования– это назначение будущей модели.Цель определяет те свойства объекта-оригинала, которые должны быть воспроизведены в модели. Иначе говоря, модель – это упрощенноеподобие реального объекта, который отражает существенныеособенности(свойства) изучаемого реального объекта, отвечающие целимоделирования. К построению модели прибегают в тех случаях, когда использование объекта-оригинала по каким-либо причинам затруднено или невозможно. Такими причинами могут быть, например: слишком большой (Солнечная система) или слишком маленький размер объекта (молекула или атом); моделируемый процесс протекает слишком быстро (сгорание топлива в двигателе внутреннего сгорания) или слишком медленно (процесс возникновения жизни на Земле); исследование объекта может оказаться опасным для окружающих (атомный взрыв); объект-оригинал может быть разрушен в процессе исследования (исследование прочностных характеристик конструкции самолета). Для одного и того же объекта можно создать множество различных моделей. Какую модель выбрать – зависит от цели моделирования, определяемой в соответствии с решаемой задачей. С другой стороны, одна и та же модель может представлять разные объекты. Например, математические модели процесса распространения инфекционной болезни и процесса радиоактивного распада являются одинаковыми с точки зрения их математического описания. Существует ряд общих требований к свойствам, которым должны удовлетворять модели: адекватность– достаточно точное отображение свойств объекта; конечность– модель отображает оригинал лишь в конечном числе его отношений и свойств; полнота(информативность) – предоставление исследователю всей необходимой информации об объекте в рамках гипотез, принятых при построении модели; упрощенность– модель отображает только существенные стороны объекта; гибкость– возможность воспроизведения различных ситуаций во всем диапазоне изменения условий и параметров; приемлемая для имеющегося времени и программных средств трудоемкостьразработкимодели. |