Описание презентации по отдельным слайдам:
1 слайд
Описание слайда:
КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ А.Н.Петрова, преподаватель специальных дисциплин ГБПОУ «Ржевский колледж»
2 слайд
Описание слайда:
Изначально, тема «Математическое моделирование» была выбрана мной, когда компьютерная база предмета “Информатика” состояла в большей степени из языка программирования Qbasic. С появлением современных ПК эта тема, естественно, перешла в тему «Компьютерное моделирование». С понятием компьютерного моделирования тесно связаны такие названия моделей как: математическая модель; экономическая модель; имитационная модель; интерактивная; модель компьютерного эксперимента; и т.д. И это естественно, так как компьютер и моделирование тесно связаны друг с другом. По сути дела, каждый учитель, в той или иной степени, занимается моделированием.
3 слайд
Описание слайда:
Опуская теоретические выкладки понятия моделей можно дать такую схему моделирования: Исходный объект - -прототип, оригинал моделирование - процесс создания модели моделируемый объект - объект-заместитель
4 слайд
Описание слайда:
Основой разновидностей компьютерных моделей служат такие системные понятия, как образ, знак, характеристики. моделируемый объект (объект-заместитель) Образ Знак Характеристики Образные модели: муляжи, макеты, фотографии, рисунки, чертежи и т.д., при условии, что на них нет надписей или других знаков Знаковые модели: модели, на основе искусственных языков (нотные знаки, язык математических формул - математическое моделирование, язык химических формул и т.д.) Информационные модели: модели, использующие набор характеристик
5 слайд
Описание слайда:
В зависимости от поведения и состояния, модели могут быть: Анимационными (компьютерная мультипликация); Имитационными: имитирующими движение имитирующими процесс решения задачи с помощью случайных чисел (метод Монте-Карло) Интерактивными (модели, в которые добавлен интерфейс – связь компьютера и пользователя ПК).
6 слайд
Описание слайда:
В большей части, мы имеем дело со смешанными моделями. Это, в первую очередь, связано с целью моделирования, что, в свою очередь, обуславливает ту или иную степень формализации моделирующего объекта. Например: …моделируем графический объект –“КРУЖОК” - Используя инструмент Заливка, получаем модель “ШАР”
7 слайд
Описание слайда:
Среда, в которой “обитают” модели, может быть различной. В этом случае и модель приобретает другую разновидность. Например, те же модели, как объекты Paint или Word (автофигуры), в среде Qbasic, как объекты программирования могут быть преобразованы из простейшей анимацион-ной модели движущегося шарика в ими-тационно-анимационную модель строения нашей солнечной системы или имитационно-анимационную модель строения атома или броуновского движения (зависит от цели моделирования). МОДЕЛЬ КАК ОБЪЕКТ СРЕДЫ
8 слайд
Описание слайда:
Освоив алгоритм имитации движения графических примитивов Qdasic DVIG.BAS, ученики с большим интересом продолжают моделировать, создавая все более сложные имитационные модели. При этом, отмечается повышение интереса к языку программирования, к его более глубо-кому изучению: (организации циклов с одновременным воспроизведением предыдущих программных конструкций. Изменяя параметры, подбирая траектории движения, ученик активно работает над многочисленными расчетами. Приведу примеры некоторых работ второго года изучения программирования (7 кл) cvetfr4.bas, cvetfr6.bas, skv318.bas
9 слайд
Описание слайда:
У учеников, познакомившихся в младших классах с приемами имитационно-анимаци-онного компьютерного моделирования, инте- рес к этой теме не ослабевают и в старших классах. Появляется интерес к иллюстрационным моделям с имитацией звука пишущей машинки и использованием текстовых функций ALEKS.bas, делаются первые шаги к созданию интерактивных моделей в режиме диалога PavelM1.bas
10 слайд
Описание слайда:
Практически по каждой вычислительной задаче той или иной темы, стараюсь в обязательном порядке, после постановки задачи, перед алгоритмизацией, перейти к построению математической модели задачи, например по теме “Одномерные массивы. Поиск мини-макса. Фиксирование индекса” Математическая модель задачи “ПОИСК MIN/MAX В ОДНОМЕРНОМ МАССИВЕ” n – количество элементов в массиве А A(i) – элемент массива А(i) i=1,n; A(i) = RND*100 MIN - минимальный элемент массива А; IMIN - индекс (позиция) минимального элемента в массиве А; MAX - максимальный элемент массива A; IMAX - индекс (позиция) максимального элемента в массиве A; А(1), первоначально MIN = A(i), если A(i) < MIN, для i=1,n; 1, первоначально IMIN = i, если A(i) < MIN, для i=1,n; A(1), первоначально MAX = A(i), если A(i) > MAX, для i=1,n; 1, первоначально IMAX = i,если A(i) > MAX, для i=1,n;
11 слайд
Описание слайда:
По темам, связанным, с двумерными массивами, кроме обычных математических моделей задач, учениками, под моим руководством, создаются интерактивно-ани-мационные демо-версии задач типа “ВАГОН”, “Камера хранения”, модели, которые от типовых информа-ционных моделей (характеристик типа Величина, Имя) , с добавлением описания поведения и интер-фейса становятся вышеназванными моделями (KAMBAG.bas, VAGVAG.bas). По этим же темам: интерактивные модели “Решение системы линейных уравнений матричным способом (метод Гаусса)”, “ Идентификация материала по модулю Юнга”) .
12 слайд
Описание слайда:
Тема “Генерирование случайных чисел” хорошо иллюстрируется решением задач: ”Вычисление числа π” и “Вычисление площади произвольной фигуры” с созданием имитационной модели решения.
13 слайд
Описание слайда:
К этой задаче ученики могут выполнить конкурсную работу по моделированию имитационной модели графического мини-редактора для создания произвольной фигуры, площадь которой необходимо определить. LITKIN По теме “Звук и графика” под моим руководством было создано большое количество анимационных моделей. Эти наработки демонстрировались на одном из открытых уроков. Был нестандартный урок “Конференция молодых специалистов”. Математическая модель ”Метод приближенного извлечения корней” была заявлена на городскую научно-практическую конференцию (3 место) Хорошие результаты получаются при моделировании в среде PowerPoimt: активизация изучения работы с объектами в данной среде; совершенствование навыков формализации модели. ссылка Надя Во время знакомства с графическим редактором Paint ученик может ознакомиться с конструированием сложной модели, составляя, например, сложный рисунок с повторяющимися первичными простыми объектами (вырезка, копирование, поворот…).
14 слайд
Описание слайда:
Paint-конструирование –-- разновидность моделирования (профессор Макарова Н. В.) моделирование
15 слайд
Описание слайда:
16 слайд
Описание слайда:
Интересными получаются уроки моделирования фрагментов страничек со встроенными анимационными объектами. Например, после интегрирован-ного школьного урока в 9 классе “Знакомство с электронной энциклопедией по астрономии”, ученики обучались приемам моделирования различных страничек: “Что мы знаем о Луне?”; “Планеты солнечной системы и их спутники”; “Планеты в цифрах” Масса; Диаметр; Температура поверхности; Длительность звездных суток; Период обращения по орбите. “Кометы” ; И др.
17 слайд
Описание слайда:
Моделирование странички «Что мы знаем о Луне?» (в среде PowerPoint) Земная тень вблизи Луны имеет больший, чем у Луны, угловой раз- мер, поэтому пересечение Луною этой тени может длиться десятки минут. Сначала Луны слева касается едва видимая полутень Земли (для наблюдателя на Луне, стоящего в полутени, Солнце частично загороже- но Землею). Пересечение Луною полутени длится около часа, после чего, Луны касается тень (для того же наблюдателя на Луне, в тени, Солнце загорожено Землею полностью). Вставка Фильмы и Звук
18 слайд
Описание слайда:
Моделирование в среде Excel Среда электронных таблиц Excel – идеальный инструмент для математического моделирования, так как быстро и виртуозно выполняет трудоемкую работу по расчету и пересчету количественных характеристик исследуемого объекта или процесса. Моделирование в электронных таблицах проводится по общей схеме, которая выделяет четыре основных этапа: постановка задачи, разработка модели, компьютерный эксперимент и анализ результатов. Например, задача “Решение линейных уравнений методом обратной матрицы” Постановка задачи: Решение системы линейных уравнений указанным методом Моделирование – подбор необходимых формул для решения задачи методом обратной матрицы и алгоритмизация задачи (формализация задачи). Компьютерный эксперимент – тестирование задачи при различных исходных данных. Анализ полученных результатов – найдено ли решение, удовлетворяющее условию задачи
19 слайд
Описание слайда:
Эту задачу по классификации профессора Макаровой А. Н. можно отнести к задачам, имеющим следующую обобщенную формулировку: какое надо произвести воздействие на объект, чтобы его параметры удовлетворяли некоторому заданному условию. Эта группа задач часто называется «как сделать, чтобы…». В эту группу задач вошли такие задачи, уже апробированные мной на компьютерных практикумах Excel предыдущих лет обучения, как “Решение системы линейных уравнений инструментом Поиск решений”, “Моделирование распознавания ситуации попадания точки с координатами X,Y в заданную область методом условного форматирования и построением диаграммы”, “Моделирование объектов (дом, шахм) в Excel, используя форматирование ячеек и простейший макрос”, “Решение систем нелинейных уравнений методом Поиск решений”, “Моделирование распознавания интервалов функции, в которых функция не определена”
20 слайд
Описание слайда:
В настоящее время работаю над моделированием интерактивности в среде Word, над анимацион-ными моделями в Excel круг/пузырь, над моделированием поверхностей в среде Excel, с использованием тригонометрических функций повдиагр, над математическим моделированием логических функций, с использованием СДНФ и СКНФ, мат. моделированием логического вывода, логических функций по комбинационным схемам Госта (элементы Вебба, Шеффера фрагм
21 слайд
Описание слайда:
Гипертекстовое моделирование Гипертекст (нелинейный текст) – это организация текстовой инфор-мации, при которой текст представляет собой множество фрагментов с явно указанными ассоциативными связями между этими фрагментами. Ассоциативная связь между фрагментами называется гиперссылкой, которая может быть записана явно с помощью специального языка гипертекстовой разметки документов HTML (Hyper Text Markup language) или при помощи объявления гиперссылки в том или ином приложении (PowerPoint, Word) Одним из перспективных направлений развития гипертекстовых систем является технология гипермедиа – соединение технологии гипертекста и технологии мультимедиа (интеграции текста, графики, звука, видео). Примерами разработки гипермедийных приложений являются различные электронные издания – справочники, энциклопедии, обучающие программы.
22 слайд
Описание слайда:
Моделирование странички «Что мы знаем о Луне» в среде Word 2000 Professional Выделить слово Вставка Гиперссылка…
23 слайд
Описание слайда:
Моделирование с помощью языка разметки гипертекста HTML (Hyper Text Markup language) Пусть необходимо разработать модель документа, в котором структура заданий может быть сразу продемонстрирована их реализацией в требуемой для них среде, например в среде Excel Для этого можно выбрать простейший текстовый редактор Notepad (Блокнот), ввести текст с использованием дескрипторов с соответствующими параметрами Закрыть рабочее окно приложения Блокнот с расширением.htm При этом документ примет вид значка Internet Explorer При запуске “головного HTM-текста” работа с заданиями будет реализовано по цепочке гиперссылок
24 слайд
Описание слайда:
В вышеизложенном материале были продемонстрированы наиболее яркие наработки по моделированию с целью обучения школьников навыкам моделирования в различных средах предмета “ИНФОРМАТИКА”, т.е. категория компьютерного моделирования «МОДЕЛЬ КАК ОБЪЕКТ СРЕДЫ»: Модель как объект программирования; Модель как объект текстового процессора Word; Модель как объект табличного процессора Excel; Модель как объект графического редактора Paint; Модель как файл с HTML-кодом; Модель как объект PowerPoint
25 слайд
Описание слайда:
ЦЕЛЕВОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ Исследовательская работа по компьютерному моделированию, проводимая с тем или иным учеником (или группой) предпола-гает руководство, помощь и контроль за сложным комплексом предварительных работ, связанных с целевым компьютерным моделированием: Анализ Постановки задачи, описание задачи Выработка четкой основной цели моделирования; Формализация задачи и, как следствие этого, выработка четких промежуточных целей. Часто целями (основной и промежуточ-ных) являются ответы на уточняющие вопросы в соответствии с постановкой задачи; Анализ и изучение различных возможных сред моделирования, сопоставление их достоинств и недостатков с целью принятия окончательного решения по выбору среды моделирования; Компьютерное моделирование с многократным тестированием модели Выбор способа презентации модели
26 слайд
Описание слайда:
Целевое моделирование, в зависимости от поставленной и промежуточных целей, новизны материала и его объема может быть очень продолжительным по времени его исполнения. Например, компьютерное моделирование обучающего электронного пособия «Работа в среде стандартного приложения Windows Paint», выполненная учеником Машковцевым Владимиром (11 а класс 2003/2004г.) и заявленная на городскую практическую конференцию 2004г. (3 место) продолжалось один год и включало в себя следующий комплекс работ:
27 слайд
Описание слайда:
I этап. Постановка задачи (формальная): Разработка электронного пособия для работы в среде графического редактора Paint. Первое основное требование: простота и легкость использования электронного пособия. Формализация задачи: Прототип моделирования должен отвечать современным требованиям разработки электронного пособия – должен базироваться на использовании гиперссылок, иметь либо стандартный Web-дизайн или свой (уникальный), обладать свойством интерактивности Пользователь должен иметь возможность одновременного использования электронного пособия и графического редактора Paint (тип пособия “Прочитал Сделал”). Интерфейс пособия должен соответствовать требованиям перехода на любую структурную часть пособия и возврата в исходную точку; Точки переходов и возвратов должны нести четкую однозначную нагрузку II этап. Моделирование в соответствии с формализацией задачи на языке разметки гипертекста HTML III этап. Многократный компьютерный эксперимент (отладка модели) IV этап. Анализ результатов. “Обкатка” электронного пособия на основных и факультативных уроках информатики (Пособие получило всеобщее признание).
30 слайд
Описание слайда:
II. Технический 0,5 уч.год приобретение навыков работы с видеотехникой; приобретение навыков составления сценарных планов; приобретение навыков оцифровки отснятого материала, проверка на практике; приобретение навыков создания сценарного образа; приобретение навыков монтажа II. Технический 0,5 уч.год приобретение навыков работы с видеотехникой; приобретение навыков составления сценарных планов; приобретение навыков оцифровки отснятого материала, проверка на практике; приобретение навыков создания сценарного образа; приобретение навыков монтажа
Описание слайда:
III этап (рабочий) включал все остальные этапы моделирования: моделирование, компьютерный эксперимент (отладка модели) и, наконец, анализ результатов. Продолжительность работы над видеопроектом составила два учебных года. Работа дважды была заявлена на городскую научно-практическую конференцию (2003/2004 уч. год – 3 место; 2004/2005 уч. Год – 1 место). Интерактивный видеопроект был приурочен к юбилею (400 лет) монастыря Нило Столобенская Пустынь, получил название «Остров духовного утешения» и демонстрировался на школьных уроках Православной Культуры
33 слайд
Описание слайда:
Краткие выводы: Компьютер и моделирование тесно связаны друг с другом. Основой разновидностей компьютерных моделей служат такие системные понятия, как образ, знак, характеристики. В зависимости же от поведения и состояния, модели могут быть анимационными (компьютерная мультипликация), имитационными (имитирующими движение, имитирующими реальный вычислительный процесс, заменяя его процессом на основе псевдослучайных чисел (метод Монте-Карло), интерактивными (модели, в которые добавлен интерфейс – связь компьютера и пользователя ПК). Среда, в которой “обитают” модели, может быть различной. В этом случае и модель приобретает другую разновидность. компьютерное моделирование – это очень благодатная почва, т. к. открывает огромный творческий потенциал детей и, однажды заронив в них искорки компьютерного творчества, можно ожидать хороших результатов в будущем детей (Вова Федоров, Алеша Семенов, Игорь Огарев, Саша Катков, Аня Юдашкина, Юра Никитин, Суворов Роман, Павел Алексеев, Володя Машковский, Сережа Полозов, Саша Королевский, Сысолятина Надя, Сережа Михайлов и др.). Компьютерное моделирование можно, кроме того, рассматривать как мощный инструмент мотивации к обучаемости и самообучаемости предмету Информати-ка, так как побуждает учеников к самостоятельному поиску более глубоких зна-ний в этой области и применять их на практике в процессе многочисленных компьютерных экспериментов. В результате – неоднократные призовые места на городских олимпиадах по информатике и городских научно-практических конференциях.
34 слайд
Описание слайда:
Модель –
некое упрощенное подобие реального объекта
- В реальном времени оригинал
может уже не существовать, или
его нет в действительности
Причины, по которым прибегают к построению моделей:
2.Оригинал может иметь много свойств и взаимосвязей. Чтобы глубоко изучить какое-то свойство, полезно отказаться от менее существенных, вовсе не учитывая их
Причины, по которым прибегают к построению моделей:
3.Ориганил либо очень велик, либо очень мал
4. Процесс протекает очень быстро или очень медленно
5. Исследование объекта может привести к его разрушению
Моделирование
Процесс построения моделей для исследования и изучения объектов, процессов, явлений
Цель моделирования
Назначение будущей модели. Она определяет те свойства оригинала, которые должны быть воспроизведены в модели
Модели
Информационные
Материальные
(натурные)
Физическое подобие объекта
Описание объекта моделирования
Явления
Поведение
Процессы
Объекты
- Гроза
- Землетрясение
- Экономические
- Развитие Вселенной
- Глобус
- Игрушки
- Макеты
МОДЕЛИРОВАНИЕ НАТУРНОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ
Натурные модели
Информационные модели
Фотография
Видеофильм
Скульптура
моделирования
Производственный
Медицинская
карточка
Свойства модели зависят от цели моделирования. Модели одного и того же объекта будут разными, если они создаются для разных целей.
Типы информационных моделей
объектов и процессов
Вербальные
Графические
Математические
Табличные
Словесное описание на естественном языке
Карты
Чертежи
Графики
Графы
Объект-объект
Объект-свойство
Двоичные
Прочие
Описание на языке математики
ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
- ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
Вербальные
Информационная модель – совокупность информации, характеризующая свойства и состояния объекта, процесса, явления, а также их взаимосвязь с внешним миром.
Одному и тому же объекту можно поставить в соответствие разные информационные модели (вербальные, математические, табличные, графические); все зависит от цели моделирования.
Математические
Табличные
Графические
ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
- ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
Вербальные
модели
Вербальная модель – это письменное или устное представление информационной модели средствами естественного языка.
Примеры вербальных моделей:
- информация в учебниках
- произведения художественной литературы
- тексты, описывающие алгоритмы
- текстовое описание объектов и процессов
Математические
Табличные
Графические
ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
- ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
Вербальные
Математическая модель - описание математическими формулами соотношений между количественными характеристиками объекта моделирования.
Примеры математических моделей:
- модель прямолинейного перемещения тела
- математическая модель периода колебаний пружинного маятника
Математические
модели
Табличные
Графические
ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
- ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
Вербальные
Табличная информационная модель – это модель, в которой объекты или их свойства представлены в виде списка, а их значения размещаются в ячейках прямоугольной таблицы.
Типы табличных моделей:
- таблицы типа «объект-свойство»
- таблицы типа «объект-объект»
Математические
Табличные
модели
Графические
ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
- ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
Вербальные
Графическая информационная модель – это наглядный способ представления объектов и процессов в виде графических изображений.
Примеры графических информационных моделей:
Математические
Табличные
Графические
модели
диаграмма
ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
- ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
Вербальные
Математические
Табличные
карта
Графические
модели
диаграмма
ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
- ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
Вербальные
Математические
Табличные
чертеж
Графические
модели
диаграмма
ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
- ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
Вербальные
Математические
Табличные
схема
Графические
модели
диаграмма
ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
- ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
Вербальные
Ненаправленный
г р а ф
д. Е л о в о
ст. Озерная
д. Подгорная
Математические
Отношения: « соединение дорогой »
(симметричные связи)
- Элементы системы, изображенные овалами, называются вершинами
- Связи между элементами называются отношениями
- ребро – симметричная связь
- дуга – несимметричная связь
Ориентированный г р а ф
Начальная вершина
Лев Нилыч
Отношение:
«быть дедушкой»
Табличные
Конечная вершина
Графические
модели
граф
диаграмма
ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
- ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
Вербальные
Математические
Табличные
Графические
модели
диаграмма
ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
- ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
Вербальные
Математические
Табличные
График изменения температуры
Графические
модели
график
диаграмма
- Пример таблицы «объект-свойство»
База данных «Домашняя библиотека»
НАЗВАНИЕ
Беляев А. Р.
Человек-амфибия
Кервуд Д.
Тургенев И. С.
Бродяги севера
Повести и рассказы
Олеша Ю. К.
Избранное
Беляев А. Р.
Звезда КЭЦ
Тынянов Ю. Н.
Толстой Л. Н.
Беляев А. Р.
Повести и рассказы
Избранное
- Пример таблицы «объект-объект»
База данных «Успеваемость»
Аликин Петр
Ботов Иван
Волков Илья
Галкина Нина
Методика информационного моделирования
Определение
моделирования
Определение
информационной
Построение
информационной
Системный
анализ объекта
моделирования
Домашнее задание
Учить: конспект в тетради,
§ 13,
Составить свое генеалогическое древо (Графическая модель)
- Какие свойства реальных объектов воспроизводят:
- Муляжи продуктов в магазине; Манекен
- Муляжи продуктов в магазине;
- Манекен
- Приведите пример материальной и информационной моделей самолета
- Составьте различные модели:
- Квадрата Прямой линии Человека
- Квадрата
- Прямой линии
- Человека
4. Постройте графическую модель (график ) Петиной успеваемости за год (по четвертям) для следующих предметов: физика, химия, алгебра, геометрия.
Петины оценки:
физика – 5 4 4 5
химия – 3 4 3 4
алгебра – 4 4 3 4
1 слайд
DIM A(5) FOR I= 1 TO 5 INPUT A(I) NEXT I S=0 FOR I=1 TO 5 S=S+A(I) NEXT I PRINT S Разработка: Клинковская М.В., учитель информатики и ИКТ МОУ гимназии №7 г. Балтийска, 2008-09 уч.год.
2 слайд
ПРЕДСТАВЛЯЮТ ОБЪЕКТЫ И ПРОЦЕССЫ В ОБРАЗНОЙ ИЛИ ЗНАКОВОЙ ФОРМЕ, ТАКЖЕ В ФОРМЕ ТАБЛИЦ, БЛОК-СХЕМ, И Т.Д.
3 слайд
DIM A(5) FOR I= 1 TO 5 INPUT A(I) NEXT I S=0 FOR I=1 TO 5 S=S+A(I) NEXT I PRINT S В БИОЛОГИИ: ВЕСЬ ЖИВОТНЫЙ МИР РАССМАТРИВАЕТСЯ КАК ИЕРАРХИЧЕСКАЯ СИСТЕМА (ТИП, КЛАСС, ОТРЯД, СЕМЕЙСТВО, РОД, ВИД)
4 слайд
Словесные модели – устные и письменные описания с использованием иллюстраций Математические модели – математические формулы, отображающие связь различных параметров объекта или процесса Геометрические модели – графические формы и объемные конструкции Структурные модели – схемы, графики, таблицы, и т.д. Логические модели – такие, в которых представлены различные варианты выбора действий на основе умозаключений и анализа условий Специальные модели – ноты, химические формулы, и т.д.
5 слайд
Н.Коперник и изображение гелиоцентрической системы Коперника не Солнце движется вокруг Земли, а Земля вращается вокруг своей оси и Солнца; Орбиты всех небесных тел проходят вокруг Солнца. не Солнце движется вокруг Земли, а Земля вращается вокруг своей оси и Солнца; Орбиты всех небесных тел проходят вокруг Солнца.
6 слайд
Формализация – процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков Формальные языки: системы специализированных языковых средств или их символов с точными правилами сочетаемости МАТЕМАТИЧЕСКИЙ ЯЗЫК АЛГЕБРАИЧЕСКИХ ФОРМУЛ F = ma ЯЗЫК ХИМИЧЕСКИХ ФОРМУЛ H 2 O НОТНАЯ ГРАМОТА
7 слайд
8 слайд
Работа 1. Объект моделирования: одноклассник. Цель моделирования: построение словесной модели человека. Параметры моделирования. Фамилия, имя, отчество объекта. Черты лица, телосложение (рост и вес) Любимый учебный предмет объекта, причины. Хобби объекта. Инструмент моделирования: текстовый процессор Microsoft Word. Тема: «Построение словесной модели в среде текстового редактора»
9 слайд
Ход работы. 1. Откройте текстовый редактор Microsoft Word. 2. Выберите объект моделирования (любого одноклассника). 3. Составьте его мысленный образ в соответствии с параметрами моделирования. 4. Оформите мысленный образ средствами текстового редактора. 5. Покажите результат учителю.
10 слайд
Работа 2. Тема: «Построение математической модели средствами редактора формул» Объект моделирования: математическая формула прямолинейного равноускоренного движения тела (изменение координаты x) Цель моделирования: построение математической модели Инструмент моделирования: редактор формул Microsoft Equation.
11 слайд
Ход работы. 1. Откройте текстовый процессор Microsoft Word. 2. Выбрать в меню Вставка команду Объект 3. Выбрать Microsoft Eqation 3.0. 4. Составить формулу с помощью наборов символов и шаблонов. 5. Ниже формулы в документе поясните обозначения, используемые в записи (описание величин). 5. Результат работы покажите учителю. 1. Откройте текстовый процессор Microsoft Word. 2. Выбрать в меню Вставка команду Объект 3. Выбрать Microsoft Eqation 3.0. 4. Составить формулу с помощью наборов символов и шаблонов. 5. Ниже формулы в документе поясните обозначения, используемые в записи (описание величин). 5. Результат работы покажите учителю.
12 слайд
Определите последовательность набора формулы; Все символы набираются последовательно, с помощью клавиатуры; Числа, знаки и переменные можно вводить с клавиатуры; Перемещаться между элементами формулы можно с помощью клавиш управления курсором или щелчком мыши установить курсор в нужное место; Если формул несколько, отделяйте одну от другой нажатием клавиши Enter; Если Вы хотите набрать текст, находясь в редакторе формул, следует выбрать Стиль, Текст. Для редактирования формулы дважды щелкните по ней. Инструкция СОВЕТЫ ПО НАБОРУ ФОРМУЛ
14 слайд
Знать классификацию моделей по форме представления. Приведите примеры словесных и математических моделей. С помощью каких программных инструментов можно создавать такие модели? Составьте словесную модель объяснения с родителями в ситуации, когда вы получили «двойку». Попробуйте убедить родителей в том, что ваша «двойка» является едва ли не благом. По приведенной словесной модели составьте математическую модель: квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов. Выполните это задание с помощью компьютера.
15 слайд
Литература: Н. Угринович «Информатика. Базовый курс – 9» С.Бешенков, Е.Ракитина «Информатика. Систематический курс – 10» Н.В. Макарова «Информатика 7 –9», О.Л.Соколова. «Универсальные поурочные разработки по информатике. 10 класс». Москва. «ВАКО», 2006.
Слайд 1
Компьютерное моделирование
Презентация Башмаковой Ульяны
Слайд 2
Компьютерная модель (англ. computer model), или численная модель (англ. computational model) - компьютерная программа, работающая на отдельном компьютере, суперкомпьютере или множестве взаимодействующих компьютеров(вычислительных узлов), реализующая представление объекта, системы или понятия в форме, отличной от реальной, но приближенной к алгоритмическому описанию, включающей и набор данных, характеризующих свойства системы и динамику их изменения со временем.
Слайд 3
О компьютерном моделировании
компьютерные модели стали обычным инструментом математического моделирования и применяются в физике, астрофизике, механике, химии, биологии, экономике, социологии, метеорологии, других науках и прикладных задачах в различных областях радиоэлектроники, машиностроения, автомобилестроения и проч. Компьютерные модели используются для получения новых знаний о моделируемом объекте или для приближенной оценки поведения систем, слишком сложных для аналитического исследования.
Компьютерное моделирование является одним из эффективных методов изучения сложных систем. Компьютерные модели проще и удобнее исследовать в силу их возможности проводить т. н. вычислительные эксперименты, в тех случаях когда реальные эксперименты затруднены из-за финансовых или физических препятствий или могут дать непредсказуемый результат. Логичность и формализованность компьютерных моделей позволяет определить основные факторы, определяющие свойства изучаемого объекта-оригинала (или целого класса объектов), в частности, исследовать отклик моделируемой физической системы на изменения ее параметров и начальных условий.
Слайд 4
Построение компьютерной модели базируется на абстрагировании от конкретной природы явлений или изучаемого объекта-оригинала и состоит из двух этапов - сначала создание качественной, а затем и количественной модели. Чем больше значимых свойств будет выявлено и перенесено на компьютерную модель - тем более приближенной она окажется к реальной модели, тем большими возможностями сможет обладать система, использующая данную модель. Компьютерное же моделирование заключается в проведении серии вычислительных экспериментов на компьютере, целью которых является анализ, интерпретация и сопоставление результатов моделирования с реальным поведением изучаемого объекта и, при необходимости, последующее уточнение модели и т. д.
Различают аналитическое и имитационное моделирование. При аналитическом моделировании изучаются математические (абстрактные) модели реального объекта в виде алгебраических, дифференциальных и других уравнений, а также предусматривающих осуществление однозначной вычислительной процедуры, приводящей к их точному решению. При имитационном моделировании исследуются математические модели в виде алгоритма(ов), воспроизводящего функционирование исследуемой системы путем последовательного выполнения большого количества элементарных операций.
Слайд 5
Преимущества компьютерного моделирования
Компьютерное моделирование дает возможность:
расширить круг исследовательских объектов - становится возможным изучать не повторяющиеся явления,явления прошлого и будущего,объекты,которые не воспроизводятся в реальных условиях;
визуализировать объекты любой природы,в том числе и абстрактные;
исследовать явления и процессы в динамике их развертывания;
управлять временем(ускорять,замедлять и т.д);
совершать многоразовые испытания модели,каждый раз возвращая её в первичное состояние;
получать разные характеристики объекта в числовом или графическом виде;
находить оптимальную конструкцию объекта, не изготовляя его пробных экземпляров;
проводить эксперименты без риска негативных последствий для здоровья человека или окружающей среды.
Слайд 6
Основные этапы компьютерного моделирования
Название этапа Исполнение действий
1. Постановка задачи и её анализ 1.1. Выяснить, с какой целью создается модель.1.2. Уточнить, какие исходные результаты и в каком виде следует их получить.
1.3. Определить, какие исходные данные нужны для создания модели.
2. Построение информационной модели 2.1. Определить параметры модели и выявить взаимосвязь между ними.2.2. Оценить, какие из параметров влиятельные для данной задачи, а какими можно пренебрегать.
2.3. Математически описать зависимость между параметрами модели.
34. Разработка метода и алгоритма реализации компьютерной модели 3.1. Выбрать или разработать метод получения исходных результатов.3.2. Составить алгоритм получения результатов по избранным методам.
3.3. Проверить правильность алгоритма.
4. Разработка компьютерной модели 4.1. Выбрать средства программной реализации алгоритма на компьютере.4.2. Разработать компьютерную модель.
4.3. Проверить правильность созданной компьютерной модели.
5. Проведение эксперимента 5.1. Разработать план исследования.5.2. Провести эксперимент на базе созданной компьютерной модели.
5.3. Проанализировать полученные результаты.
5.4. Сделать выводы насчет свойств прототипа модели.
Слайд 7
В процессы проведения эксперимента может выясниться, что нужно:
скорректировать план исследования;
выбрать другой метод решения задачи;
усовершенствовать алгоритм получения результатов;
уточнить информационную модель;
внести изменения в постановку задачи.
В таком случае происходит возвращение к соответствующему этапу и процесс начинается снова.
Слайд 8
Практическое применение Компьютерное моделирование применяют для широкого круга задач, таких как: анализ распространения загрязняющих веществ в атмосфере; проектирование шумовых барьеров для борьбы с шумовым загрязнением; конструирование транспортных средств; полетные имитаторы для тренировки пилотов; прогнозирование погоды; эмуляция работы других электронных устройств; прогнозирование цен на финансовых рынках; исследование поведения зданий, конструкций и деталей под механической нагрузкой; прогнозирование прочности конструкций и механизмов их разрушения; проектирование производственных процессов, например химических; стратегическое управление организацией; исследование поведения гидравлических систем: нефтепроводов, водопровода; моделирование роботов и автоматических манипуляторов; моделирование сценарных вариантов развития городов; моделирование транспортных систем; конечно-элементное моделирование краш-тестов; моделирование результатов пластических операций;
1. Модели объектов и процессов
2. Классификация моделей
3. Основные этапы моделирования
Модель –упрощенное представление о реальном объекте, процессе или явлении.
Моделирование – построение моделей для исследования и изучения объектов, процессов, явлений.
Вопрос: Зачем создавать модель, почему бы не исследовать сам оригинал?
Во-первых, в реальном времени оригинал (прототип) может уже не существовать или его нет в действительности
Во-вторых, оригинал может иметь много свойств и взаимосвязей. Чтобы глубоко изучить какое-то конкретное, интересующее нас свойство, иногда полезно отказаться от менее существенных, вовсе не учитывая их.
Моделированию поддаются
Для одного и того же объекта (процессе, явления) может быть создано бесчисленное множество моделей
Признаки классификации моделей:
- Область использования
- Учет временного фактора
- Отрасль знаний
- Способ представления
КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ОБЛАСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
модели
учебные
Опытные
игровые
имитационные
КЛАССИФИКАЦИЯ С УЧЕТОМ ФАКТОРА ВРЕМЕНИ
модели
динамические
статические
КЛАССИФИКАЦИЯ ПО СПОСОБУ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ
модели
информационные
вербальные
знаковые
некомпьютерные
компьютерные
информационные
Информационная модель – совокупность информации, характеризующая свойства и состояния объекта, процесса, явления, а также взаимосвязь с внешним миром.
знаковые
Знаковая модель
вербальные
Вербальная (лат. « verbalis » - устный) модель – информационная модель в мысленной или разговорной форме.
Виды информационных моделей по форме представления
словесные
геометрические
математические
структурные
логические
специальные
некомпьютерные
компьютерные
Геометрическая модель
Геометрическая модель
Геометрическая компьютерная модель
Словесная модель
Словесная модель
Математическая модель
Математическая модель
Составление математической модели во многих задачах моделирования очень существенная стадия.
Для оформления формул используется специальное приложение – Редактор формул Microsoft Equation .
Структурная модель
Структурная модель
Структура
структура
Логическая модель
Логическая модель
Специальные модели
Специальные модели
Компьютерная модель
Компьютерная модель – модель, реализованная средствами программной среды.
Инструменты компьютерного моделирования – это техническое (Handware) и программное (Software) обеспечение.
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
План моделирования
Технология моделирования
