Компьютерное моделирование: материал по информатике

ПРОГРАММА

курса

«Компьютерное моделирование»

для 8 а класса

Учитель информатики первой квалификационной категории

КГУ «Школа – лицей №28» г.Алматы

Шрайманов Тагат Омирзакович

Алматы, 2017 г.

Пояснительная записка

Программа учебного курса «Компьютерное моделирование» разработана для учащихся 8 класса, рассчитана на 34 часа, из которых теоретические занятия 19 часов, практических занятий – 15 часов.

Человек стремится познать объекты окружающего мира, он взаимодействует с существующими объектами и создает новые.

Одним из методов познания объектов окружающего мира является моделирование, состоящее в создании и исследовании «заместителей» реальных объектов. «Объект-заместитель» принято называть моделью, а исходный объект — прототипом или оригиналом.

Модель важна не сама по себе, а как инструмент, облегчающий познание или наглядное представление объекта.

К созданию моделей прибегают, когда исследуемый объект слишком велик (модель Солнечной системы) или слишком мал (модель атома), когда процесс протекает очень быстро (модель двигателя внутреннего сгорания) или очень медленно (геологические модели), когда исследование объекта может оказаться опасным для окружающих (атомный взрыв) или привести к разрушению самого объекта (модель самолета), когда создание реального объекта очень дорого (архитектурный макет города) и т.д.

Учебный курс «Компьютерное моделирование» позволяет:

Познакомить учащихся с основами компьютерного моделирования;

Изучить основные этапы моделирования;

Научить технологи моделирования;

Способствовать формированию у учащихся готовности к информационо-учебной деятельности.

Курс состоит из двух разделов:

Тема №1. Компьютерное моделирование.

Тема №2. Моделирование объектов и процессов в электронных таблицах.

Основные цели и задачи курса:

Цели курса:

научить моделированию на примере решения задач,

обобщить, систематизировать и расширить знания учащихся, выходящие за рамки школьной программы;

развивать логическое мышление и творческие способности учащихся.

Задачи курса:

учитывая интересы и способности учащихся, расширить и углубить знания по информатике;

формировать умения самостоятельно приобретать и применять знания в различных ситуациях.

Требования к уровню подготовки учащихся

При изучении курса учащиеся должны знать:

Тема 1. Компьютерное моделирование:

понятие моделирование; прототип для моделирования; признаки классификации моделей;

понятие информационная модель и ее отличие от материальной; виды информационных моделей по форме представления; виды информационных моделей по способу реализации;

место моделирования в жизни человека; основные этапы моделирования;

понятие компьютерный эксперимент; значение тестирования модели; понятие геометрическая модель;

понятие геометрическая модель; способы конструирования из объемных и плоских деталей; предназначение меню готовых форм; область применения геометрического моделирования;

понятие словесная модель; способы оформления словесной модели;

понятие математическая модель и ее использование; способы компьютерного оформления математических моделей;

понятие структурная модель; виды структурных моделей; способы оформления структурных моделей;

понятие логическая модель и ее использование; понятие логическое высказывание и его значение; логические операции, выполняемые над высказываниями; формирование простых и сложных условий;

понятие компьютерная информационная модель и ее использование; особенности построения компьютерных информационных моделей в СУБД; особенности построения компьютерных информационных моделей в СУБД; основные действия с информационной моделью в СУБД; виды экспериментов с компьютерной информационной моделью.

Тема 2. Моделирование объектов и процессов в электронных таблицах:

особенности построения моделей для электронной таблицы;

структура компьютерной модели для электронной таблицы;

Учащиеся должны уметь:

Тема 1. Компьютерное моделирование:

выполнять компьютерное конструирование геометрических построений;

создавать словесные модели в среде текстового процессора Word;

выполнять математическую модель различных процессов, заданных уравнением;

выполнять построение структурных моделей в табличном виде, в виде схемы, в виде графа, в виде блок-схемы;

выполнять построение логических моделей;

создавать информационные модели.

Тема 2. Моделирование объектов и процессов в электронных таблицах:

используя геометрическую модель определять максимальный объем коробки, максимальную площадь треугольника; минимальную длину участка;

выполнять моделирование задач для различных ситуаций;

составлять и исследовать модель расчета биоритмов человека;

определять совместимость людей по биоритмам;

моделировать игровые задачи;

выполнять построение моделей на движение тела;

выполнять построение моделей экологических систем.

Учебно-тематический план

п/п

Название темы

Количество

часов

Дата

Теория

Практика

Всего

Тема 1. Компьютерное моделирование

Модели объектов и процессов.

Классификация моделей. Основные признаки классификации моделей.

Классификация по области использования. Классификация с учетом фактора времени и области использования. Классификация по способу представления.

Основные этапы моделирования.

Геометрические модели.

Словесные модели. Представление о словесной модели.

Математические модели. Представление о математической модели.

Структурные модели. Представление о структурной модели.

Табличные структуры.

Модель в виде схемы.

Модель в виде графа.

Модель в виде блок-схемы.

Логические модели. Представление о логической модели. Логические высказывания и условия. Логические операции. Построение логических моделей.

Информационные модели в базах данных. Этапы создания компьютерных информационных моделей.

Стандартные информационные модели.

Уникальные информационные модели.

Тема 2. Моделирование объектов и процессов в электронных таблицах.

Моделирования в электронной таблице.

Какие модели можно построить и исследовать с помощью электронных таблиц?

Итоговое занятие

Всего

Содержание учебного курса

Тема 1. Компьютерное моделирование

Тема 1.1. Модели объектов и процессов.

Модель. Моделирование. Модель объектов. Модель процессов.

Ученик должен

знать:

что такое моделирование;

что может быть прототипом для моделирования;

уметь:

приводить примеры моделей и прототипов моделей.

Тема 1.2. Основные признаки классификации моделей.

Понятие классификация. Систематизация объектов. Признаки классификации моделей.

Ученик должен

знать:

что такое систематизация объектов;

по каким признакам можно классифицировать модели;

уметь:

определять признаки классификации моделей.

Тема 1.3. Классификация моделей.

Классификация моделей по области использования. Учебные модели. Опытные модели. Научно-технические модели. Игровые модели. Имитационные модели. Классификация моделей с учетом фактора времени и области использования. Статическая модель. Динамическая модель. Классификация моделей по способу представления. Материальные модели и информационные модели. Знаковые и вербальные информационные модели. Компьютерные модели и некомпьютерные модели.

Ученик должен

знать:

что такое информационная модель;

чем отличается информационная модель от материальной;

виды информационных моделей по форме представления;

виды информационных по моделей по способу реализации;

уметь:

определять виды классификации моделей;

приводить примеры различных видов моделей.

Тема 1.4. Основные этапы моделирования.

Место моделирования в деятельности человека. Этапы моделирования. Постановка задачи моделирования: описание задачи, цели моделирования, анализ объекта. Разработка модели: информационная модель, знаковая модель, компьютерная модель. Компьютерный эксперимент. Анализ результатов моделирования.

Ученик должен

знать:

что такое процесс моделирования;

какое место занимает моделирование в деятельности человека;

основные этапы моделирования;

что такое компьютерный эксперимент;

какое значение имеет тестирование модели;

уметь:

определять отправной и конечный пункт моделирования;

уметь определять цели моделирования;

приводить примеры объектов с равноправными взаимосвязями;

приводить примеры объектов с подчиненными взаимосвязями;

выбрать инструмент для компьютерного моделирования;

приводить примеры различных видов моделей.

Тема 1.5. Геометрические модели

Представление о геометрической модели. Геометрическая компьютерная модель. Компьютерное конструирование. Создание меню типовых мозаичных форм. Создание геометрических композиций из готовых мозаичных форм. Моделирование паркета. Моделирование объемных конструкций из кубиков. Моделирование объемных конструкций из кирпичиков по общему виду. Моделирование объемных конструкций из кирпичиков по трем проекциям. Разнообразие геометрических моделей. Моделирование топографической карты или плана местности. Моделирование оконных наличников. Графический алгоритм процесса. Применение законов геометрии. Моделирование геометрических операций в задачах на построение. Геометрические модели с заданными свойствами.

Ученик должен

знать:

что такое геометрическая модель;

для чего нужны геометрические модели;

способы конструирования из объемных и плоских деталей;

что можно моделировать на плоскости;

для чего создается меню готовых форм;

области применения геометрического моделирования;

уметь:

определять геометрические модели по внешним признакам;

уметь строить геометрические модели из простейших графических объектов;

приводить примеры плоскостных моделей;

приводить примеры использования объемных моделей в реальной жизни.

Практическая работа. Компьютерное конструирование.

Практическая работа. Разнообразие геометрических моделей.

Практическая работа. Применение законов геометрии.

Самостоятельная работа. Подготовка к практическим работам.

Тема 1.6. Словесные модели

Представление о словесной модели. Понятие словесная модель. Цели при составлении словесной модели. Основа словесной модели. Инструмент создания словесной модели. Создание словесных моделей в среде текстового процессора.

Ученик должен

знать:

что такое словесная модель;

какие цели ставятся при составлении словесных моделей;

для чего нужна словесная модель;

способы компьютерного оформления словесных моделей;

что может стать инструментом для создания словесной модели;

что позволяет достигнуть точности модели;

уметь:

приводить примеры словесных моделей;

создавать словесные модели в среде текстового процессора.

Практическая работа. Создание словесных моделей в среде текстового процессора.

Самостоятельная работа. Подготовка к практической работе.

Тема 1.7. Математические модели

Представление о математической модели. Описание математических моделей. Составление математических моделей. Редактор формул.

Ученик должен

знать:

что такое математическая модель;

для чего используются математические модели;

способы составления математической модели;

какие инструменты необходимы для создания математической модели;

для каких объектов или процессов используется математическая модель;

уметь:

приводить примеры математических моделей;

составлять математическую модель соотношения между различными величинами;

составлять математическую модель по приведенной словесной модели.

Практическая работа. Модель прямолинейного перемещения тела.

Самостоятельная работа. Подготовка к практической работе.

Тема 1.8. Структурные модели

Представление о структурной модели. Виды структурных моделей. Табличные структуры. Модель в виде схемы. Модель в виде графа. Модель в виде блок-схемы.

Ученик должен

знать:

что такое структурная модель;

виды структурных моделей;

способы компьютерного оформления структурных моделей;

что такое граф;

разновидности графов;

уметь:

составлять описательную модель объекта в виде таблицы;

проверять соответствие моделей их прототипам;

составлять модель разбора предложения в виде графа;

составлять блок-схемы стандартных алгоритмов.

Тема 1.9. Логические модели

Представление о логической модели. Логические высказывания и условия. Логические операции. Логические операции ИЛИ. Логические операции И. Построение логических моделей.

Ученик должен

знать:

что такое логическая модель;

для чего используется логическая модель;

что такое логическое высказывание;

каково значение логического высказывания;

какие логические операции выполняются над высказываниями;

как формируются простые и сложные условия;

уметь:

приводить примеры простых и сложных условий;

строить таблицы истинности логических операций;

строить логические модели.

Практическая работа. Табличное построение логических моделей.

Практическая работа. Построение логических моделей в виде графа.

Практическая работа. Построение логических моделей в виде блок-схем.

Самостоятельная работа. Подготовка к практическим работам.

Тема 1.10. Информационные модели в базах данных

Представление об информационной модели в базах данных. Этапы создания компьютерных информационных моделей. Стандартные информационные модели. Уникальные информационные модели.

Ученик должен

знать:

что такое компьютерная информационная модель;

для чего используется компьютерная информационная модель;

особенности построения компьютерных информационных моделей в системе управления базами данных;

основные действия при работе информационной моделью в СУБД;

виды экспериментов с компьютерной информационной моделью;