Без чего невозможно развитие науки отражающее строение свойства и поведение реальных объектов

Презентация к уроку

Человечество в своей деятельности (научной, образовательной, технологической, художественной) постоянно создает и использует модели окружающего мира. Строгие правила построения моделей сформулировать невозможно, однако человечество накопило богатый опыт моделирования различных объектов и процессов.

Модель. Это слово многим знакомо.
Кто-то занимается созданием моделей кораблей, самолетов, автомобилей.
Модели имеют чрезвычайно важную роль в проектировании и создании различных технических устройств. Без предварительного создания чертежа невозможно изготовить даже простую деталь.
Развитие науки невозможно без создания теоретических моделей (теорий, законов, гипотез), отражающих строение, свойства и поведение реальных объектов.
Все художественное творчество фактически является процессом создания моделей. Любое литературное произведение может рассматриваться, как модель реальной человеческой жизни.

Модель создается человеком в процессе познания окружающего мира и отражает существенные особенности изучаемого объекта, явления или процесса.

Разные науки исследуют объекты и процессы под разными углами зрения и строят различные типы моделей.
В физике изучаются процессы взаимодействия и изменения объектов, в химии – их химический состав, в биологии – строения и поведение живых организмов.

Всякая модель воспроизводит только те свойства объекта – оригинала, которые понадобятся при исследовании, изучении объекта.

Никакая модель не может заменить сам объект. Но при решении конкретной задачи, когда нас интересуют определенные свойства изучаемого объекта, модель может оказаться полезным и единственным инструментом исследования.

Информационные модели

Графические (образные)

При построении некоторых типов информационных моделей одновременно используются система графических элементов и знаковая система.
Например, в блок-схемах алгоритмов используются различные фигуры для обозначения элементов алгоритма и формальный алгоритмический язык для записи программы на языке программирования.

Задания

1. Создайте информационную модель в текстовом редакторе MS Word / OpenOffice.org

2. Создайте информационную модель молекулы воды по образцу (см. Приложение 1)

3. Определите объект моделирования, метод моделирования и цель:

4. Объясните различие моделей бабочки с точки зрения биолога, художника, рыболова, скульптора, фотографа:

4. Рассмотрите отрывок стихотворения Агнии Барто «Машенька» как модель. Что является объектом-оригиналом? Какие существенные свойства отражены в этой модели?

Часы пробили восемь,
Сейчас затихнет дом.
Сейчас платок набросим
На клетку со щеглом.

Есть у меня дочка,
Ей скоро полгодочка,
Она лежит, не плачет,
Глаза от света прячет.
Чтоб у нас она спала,
Снимем лампу со стола.

Ходят тени по стене,
Будто птицы в тишине
Стаями летят.
Кошка сердится во сне
На своих котят.

Мы спать ложимся рано,
Сейчас закроем шторы,
Диваны-великаны
Теперь стоят как горы…
Баю-баюшки-баю,
Баю Машеньку мою.

5. Изобразите графом-моделью фразу «Я знаю, что ты знаешь, что я знаю»

6. Откройте презентацию (Приложение 2). Доработайте данную модель так, чтобы минутная стрелка выполняла полностью весь круг. Добавьте часовую стрелку.

Источник

Человечество в своей деятельности

Человечество в своей деятельности (научной, образовательной, технологической, художественной) постоянно создает и использует модели окружающего мира. Строгие правила построения моделей сформулировать невозможно, однако человечество накопило богатый опыт моделирования различных объектов и процессов.

Модели позволяют представить в наглядной форме объекты и процессы, недоступные для непосредственного восприятия (очень большие или очень маленькие объекты, очень быстрые или очень медленные процессы и др.). Наглядные модели часто используются при обучении. В курсе географии первые представления о нашей планете Земля мы получаем, изучая ее модель – глобус, в курсе физики изучаем работу двигателя внутреннего сгорания по его модели, в химии при изучении строения вещества используем модели молекул и кристаллических решеток, в биологии изучаем строение человека по анатомическим муляжам и др Модели имеют чрезвычайно важную роль в проектировании и создании

различных технических устройств, машин и механизмов, зданий, электрических цепей и т. д. Без предварительного создания чертежа невозможно изготовить даже простую деталь, не говоря уже о самолете.

В процессе проектирования зданий и сооружений кроме чертежей часто изготовляются их макеты. В процессе разработки летательных аппаратов поведение их моделей в воздушных потоках исследуют в аэродинамической трубе. Разработка электрической схемы обязательно предшествует созданию электрических цепей и т. д.

Развитие науки невозможно без создания теоретических моделей (теорий, законов, гипотез и т. д.), отражающих строение, свойства и поведение реальных объектов. Создание новых теоретических моделей иногда коренным образом меняет представление человечества об окружающем мире. Истинность теоретических моделей, т. е. их соответствие законам реального мира, проверяется с помощью опытов и экспериментов.

Все художественное творчество фактически является процессом создания моделей. Например, такой литературный жанр, как басня, переносит реальные отношения между людьми на отношения между животными и фактически создает модели человеческих отношений. Более того, практически любое литературное произведение может рассматриваться как модель реальной человеческой жизни. Моделями, в художественной форме отражающими реальную деятельность, являются также живописные полотна, скульптуры, театральные постановки и т. д.

Моделирование – это метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей.

Угринович (теория, методика, задачи), М., МИПКРО, 1991.

Источник

Моделирование как метод познания

Цель: сформировать у учащихся понятие моделирования как метода познания; рассмотреть формы представления моделей.

Тип урока: урок объяснения нового материала и первичного закрепления знаний.

Задачи урока:

Требования к знаниям и умениям:

Методы:

Формы организации учебной деятельности: фронтальная, индивидуальная.

Программно-дидактическое обеспечение: ПК, программы Power Point и Excel, авторская презентация по данной теме (используется в качестве сопроводительного материала лекции учителя), электронный тест (авторская разработка), проектор, навесной экран, памятка (Приложение 5)

Этапы урока:

I. Постановка целей урока

1. Детская игрушка, часы на стене, глобус, кристаллическая решетка, формула квадратного уравнения – это все модели. Как можно назвать такие разные понятия одним словом?
2. Существует огромное количество моделей. Как понять к какому типу они относятся? Как отличить их по разным признакам?

II. Изложение нового материала

1. Моделирование

Объяснение материала сопровождается показом электронного пособия, созданного учителем (Приложение 1, слайд 2)

– В своей деятельности человек очень часто использует модели окружающего мира. Модели позволяют представить в наглядной форме объекты и процессы, недоступные для непосредственного восприятия: очень большие или очень маленькие объекты, очень быстрые или очень медленные процессы. (Приложение 1, слайд 3)

Наглядные модели часто используются в процессе обучения. В курсе географии первые представления о нашей планете Земля мы получаем, изучая ее модель – глобус, в курсе физики изучаем работу двигателя внутреннего сгорания по его модели, в химии при изучении строения вещества используем модели молекул и кристаллических решеток, в биологии изучаем строение человека по анатомическим муляжам. (Приложение 1, слайд 4)

Модели играют чрезвычайно важную роль в проектировании и создании различных технических устройств, машин и механизмов, зданий, электрических цепей и т. д. Без предварительного создания чертежа невозможно изготовить даже простую деталь, не говоря уже о сложном механизме.

В процессе проектирования зданий и сооружений кроме чертежей часто изготавливают макеты. В процессе разработки летательных аппаратов поведение их моделей в воздушных потоках исследуют в аэродинамической трубе.
Разработка электрической схемы обязательно предшествует созданию электрических цепей. (Приложение 1, слайд 5)

Развитие науки невозможно без создания теоретических моделей (теорий, законов, гипотез), отражающих строение, свойства и поведение реальных объектов. Создание новых теоретических моделей иногда коренным образом меняет представление человечества об окружающем мире: гелиоцентрическая система мира Коперника, модель атома Резерфорда-Бора, модель расширяющейся Вселенной, модель генома человека. (Приложение 1, слайд 6)

Все художественное творчество фактически является процессом создания моделей. Например, такой литературный жанр, как басня, переносит реальные отношения между людьми на отношения между животными и фактически создает модели человеческих отношений.

Практически любое литературное произведение может рассматриваться как модель реальной человеческой жизни. Моделями, в художественной форме отражающими реальную действительность, являются также живописные полотна, скульптуры, театральные постановки и т.д. (Приложение 1, слайд 7)

Моделирование – это метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей. (Приложение 1, слайд 8)

Вопрос учащимся: Как Вы думаете, что можно моделировать?

Ответ: Объекты, явления, процессы, поведение.

Каждый объект имеет большое количество различных свойств. В процессе построения модели выделяются главные, наиболее существенные для проводимого исследования свойства.
Например: В процессе исследования аэродинамических качеств модели самолета в аэродинамической трубе важно, чтобы модель имела геометрическое подобие оригинала, но не важен, например, ее цвет.

Разные науки исследуют объекты и процессы под разными углами зрения и строят различные типы моделей. В физике изучаются процессы взаимодействия и изменения объектов, в химии – их химический состав, в биологии – строение и поведение живых организмов и так далее.

Возьмем в качестве примера человека: в разных науках он исследуется в рамках различных моделей. В рамках механики его можно рассматривать как материальную точку, в химии – как объект, состоящий из различных химических веществ, в биологии – как систему, стремящуюся к самосохранению.

Модель – это некий новый объект, который отражает существенные особенности изучаемого объекта, явления или процесса.

География, военное дело, судоходство невозможны без информационных моделей поверхности Земли в виде карт. Различные типы географических карт (политические, физические и пр.) представляют информационные модели, отражающие различные особенности земной поверхности, то есть один и тот же объект отражают несколько моделей.

С другой стороны, разные объекты могут описываться одной моделью. Так, в механике различные материальные тела (от планеты до песчинки) могут рассматриваться как материальные точки.

Один и тот же объект может иметь множество моделей, а разные объекты могут описываться одной моделью. (Приложение 1, слайд 10)

Конечно, никакая модель не может заменить сам объект. Но при решении конкретной задачи, когда нас интересуют определенные свойства изучаемого объекта, модель оказывается иногда единственным инструментом исследования.

Формы представления моделей

Как мы убедились, существует огромное количество объектов моделирования. Для того чтобы ориентироваться в их многообразии, необходимо их все классифицировать, то есть упорядочить, систематизировать.

Классификация по способу представления:

Все модели можно разбить на два больших класса: модели предметные (материальные) и модели информационные. (Приложение 1, слайд 11)

Предметные модели воспроизводят геометрические, физические и другие свойства объектов в материальной форме (глобус, анатомические муляжи, модели кристаллических решеток, макеты зданий и сооружений и др.).
Информационные модели представляют объекты и процессы в образной или знаковой форме.
Образная модель – это модель в мысленной или разговорной форме.
Знаковая модель – это модель, выраженная средствами формального языка (графики, таблицы, тексты и т.д.). (Приложение 1, слайд 12)
Образные и знаковые модели, как правило, взаимосвязаны. Мысленный образ, родившийся в голове человека, может быть облечен в знаковую форму.

Например: Мелодия, родившаяся в голове композитора, будет представлена в виде нот на бумаге.

Вопрос к учащимся: Программа, написанная на языке программирования, к какому классу относится эта модель? (Приложение 1, слайд 13)

На протяжении своей истории человечество использовало различные способы и инструменты для создания информационных моделей. Эти способы постоянно совершенствовались. Так, первые информационные модели создавались в форме наскальных рисунков, в настоящее же время информационные модели обычно строятся и исследуются с использованием современных компьютерных технологий. В дальнейшем мы рассмотрим основные этапы разработки и исследования моделей на компьютере.

III. Закрепление изученного

Уровень знания:выучить определения основных терминов и понятий.

5.3, 5.4 Н.Угринович «Информатика и информационные технологии».

Творческий средний уровень: создать любую предметную модель.

Творческий повышенный уровень:создать иерархическую информационную модель своей семьи (родословную), начиная с себя.

Использованная литература:

Источник

Презентация к уроку

Ход урока

1. Организационный момент

2. Изучение нового материала

(Слайд 1) Человечество в своей деятельности постоянно создает и использует модели окружающего мира. (слайд 2) Строгие правила построения моделей сформулировать невозможно, но человечество накопило богатый опыт моделирования различных объектов и процессов. (Слайд 3)

Модели имеют чрезвычайно важную роль в проектировании и создании различных технических устройств, машин и механизмов, зданий и электрических цепей и т.д. без предварительно созданного чертежа невозможно изготовить даже простую деталь, не говоря уже об автомобиле. (Слайд 5)

В процессе проектирования зданий и сооружений кроме чертежей часто изготавливают и макеты. В процессе разработки летательных аппаратов поведение их моделей в воздушных потоках исследуют в аэродинамической трубе. Разработка электрический схемы обязательно предшествует созданию электрических цепей. (Слайд 6)

Развитие науки невозможно без создания теоретических моделей (теорий, законов, гипотез и т.д.), отражающих строение, свойства и поведение реальных объектов. Создание новых теоретических моделей иногда коренным образом меняет представление человечества об окружающем мире. (Слайд 7)

Истинность теоретических моделей, т.е. их соответствие законам реального мира, проверяется с помощью опытов и экспериментов.

Все художественное творчество является процессом создания моделей. Например, такой литературный жанр, как басня переносит реальные отношения между людьми на отношения между животными и создают модели человеческих отношений. Более того, практически любое литературное произведение может рассматриваться как модель реальной человеческой жизни. Моделями, в художественной форме отражающими реальную действительность, являются также живописные полотна, скульптуры, театральные постановки и пр. (Слайд 8)

Каждый объект имеет большое количество различных свойств. В процессе построения моделей выделяются главные, наиболее существенные для проводимого исследования свойства. В процессе исследования аэродинамических качеств модели самолета в аэродинамической трубе важно чтобы модель имела геометрическое подобие оригиналу, но не важен, например, ее цвет.

Рассмотрим как изучают человека в разных науках и в различных моделях.

Никакая модель не может заменить сам объект. Но при решении конкретной задачи, когда нас интересуют определенные свойства изучаемого объекта, модель оказывается полезным, а иногда и единственным инструментом исследования.

Окружающий нас мир состоит из множества различных объектов, каждый из которых имеет разнообразные свойства, и при этом объекты взаимодействуют между собой.

Например, планеты Солнечной системы имеют различные свойства (массу, размеры и т.д.) и по закону всемирного тяготения взаимодействуют с Солнцем и друг с другом.

Можно сделать вывод, что практически каждый объект состоит из других объектов, т.е. представляет собой систему.

Система состоит из объектов, которые называются элементами системы. (Слайд 13)

Важным признаком системы является ее целостное функционирование. Система является не набором отдельных элементов, а совокупностью взаимосвязанных элементов. Например, компьютер является системой, состоящей из различных устройств, при этом устройства связаны между собой и аппаратно (физически подключены друг к другу) и функционально (происходит обмен информацией). (Слайд 14)

Любая система существует в пространстве и во времени. В каждый момент времени система находится в определенном состоянии, которое характеризуется составом элементов, значениями их свойств, величиной и характером взаимодействия между элементами и т.д.

Так, состояние Солнечной системы в любой момент времени характеризуется составом входящих в нее объектов (Солнце, планеты), их свойства (размеры, положение), величиной и характером взаимодействия между собой (силами тяготения).

Модели, описывающие состояние системы в определенный момент времени, называются статистическими информационными моделями. (слайд 15).

Состояния систем изменяются во времени, т.е. происходят процессы изменения и развития систем. Так, планеты движутся, изменяется их положение относительно Солнца и друг друга, Солнце, как и любая другая звезда, развивается, меняются ее химический состав, излучение и т.д.

Модели, описывающие процессы изменения развития систем, называются динамическими моделями. (слайд 17)

4. Итог урока

Источник

Урок 19
Моделирование и формализация

§2.1. Моделирование как метод познания

Содержание урока

§2.1. Моделирование как метод познания. Моделирование

Моделирование

Человечество в своей деятельности (научной, образовательной, технологической, художественной) постоянно создает и использует модели окружающего мира. Строгие правила построения моделей сформулировать невозможно, однако человечество накопило богатый опыт моделирования различных объектов и процессов.

Модели позволяют представить в наглядной форме объекты и процессы, недоступные для непосредственного восприятия (очень большие или очень маленькие объекты, очень быстрые или очень медленные процессы и др.). Наглядные модели часто используются при обучении. В курсе географии первые представления о нашей планете Земля мы получаем, изучая ее модель — глобус, в курсе физики изучаем работу двигателя внутреннего сгорания по его модели, в химии при изучении строения вещества используем модели молекул и кристаллических решеток, в биологии изучаем строение человека по анатомическим муляжам и др.

Модели имеют чрезвычайно важную роль в проектировании и создании различных технических устройств, машин и механизмов, зданий, электрических цепей и т. д. Без предварительного создания чертежа (рис. 2.1) невозможно изготовить даже простую деталь, не говоря уже о самолете.

В процессе проектирования зданий и сооружений кроме чертежей часто изготавливают их макеты. В процессе разработки летательных аппаратов поведение их моделей в воздушных потоках исследуют в аэродинамической трубе. Разработка электрической схемы обязательно предшествует созданию электрических цепей и т. д.

Развитие науки невозможно без создания теоретических моделей (теорий, законов, гипотез и т. д.), отражающих строение, свойства и поведение реальных объектов. Создание новых теоретических моделей иногда коренным образом меняет представление человечества об окружающем мире (гелиоцентрическая система мира Коперника, модель атома Резерфорда-Бора, модель расширяющейся Вселенной, модель генома человека и др.). Истинность теоретических моделей, т. е. их соответствие законам реального мира, проверяется с помощью опытов и экспериментов.

Все художественное творчество фактически является процессом создания моделей. Например, такой литературный жанр, как басня, переносит реальные отношения между людьми на отношения между животными и фактически создает модели человеческих отношений. Более того, практически любое литературное произведение может рассматриваться как модель реальной человеческой жизни. Моделями, в художественной форме отражающими реальную действительность, являются также живописные полотна, скульптуры, театральные постановки и т. д.

Моделирование — это метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей.

Следующая страница §2.1. Моделирование как метод познания. Модель

Cкачать материалы урока

Источник