Моделирование и формализация

Основные понятия: модель, моделирование, виды моделей. Пути и способы изучения темы "Моделирование и формализация" в курсе информатики в 8 классе. Создание табличной информационной модели. Понятие информационной модели, системы и структуры системы.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

Министерство образования и высшей школы РК.

Муниципальное учреждение «Управление образования администрации муниципального образования городского округа «Усинск».

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №4 с углубленным изучением отдельных предметов»

Научно-методическая разработка

«Моделирование и формализация»

Автор: Кощеева Тамара Ивановна,

учитель информатики

МОУ «Средняя общеобразовательная школа №4

с углубленным изучением отдельных предметов»

Усинск 2010 год

Введение

В период перехода к информационному обществу одним из важнейших аспектов деятельности человека становится умение оперативно и качественно работать с информацией, привлекая для этого современные средства и методы. Это добавляет к целям школьного образования еще одну цель - формирования уровня информационной культуры, соответствующего требованиям информационного общества. Учитывая размытость границ научной области информатики и невозможность в рамках школьного образования осветить весь спектр ее направлений, актуальной представляется разработка такой концепции преподавания, где наиболее ярко выделены те направления, которые послужат развитию учащихся, помогут сформировать их системное мировоззрение и позволят им овладеть современными информационными технологиями. Системно-информационный курс информатики базируется на идеях системного анализа и использования для их реализации компьютерных технологий. Одним из инструментов системного анализа и синтеза систем является информационное (абстрактное) моделирование, проводимое на компьютере. Учитывая все вышесказанное, в качестве основной из целей информатики можно выделить следующее: обучение системному подходу к анализу и исследованию структуры и взаимосвязей информационных объектов, которые являются моделями реальных объектов и процессов.

В обязательном минимуме содержания образования по информатике присутствует линия «Моделирование и формализация». Содержание этой линии определено следующим перечнем понятий: моделирование как метод познания, формализация, материальные и информационные модели, основные типы информационных моделей. Линия моделирования, наряду с линией информации и информационных процессов, является теоретической основой базового курса информатики.

Содержательная линия формализации и моделирования выполняет в базовом курсе информатики важнейшую педагогическую задачу - развитие системного мышления учащихся, так как работа с огромными объемами информации невозможна без навыков ее систематизации. Умение систематизировать данные - главнейший компонент компьютерной грамотности учащихся. Не случайно, в процессе развития школьной информатики следует отметить значительное увеличение веса данной линии в общем содержании курса.

Понятие модели - центральное понятие курса информатики, которое как красная нить должно проходить по всему содержанию курса, поскольку формализация и моделирование являются базовыми компонентами при изучении всех разделов информатики.

Правильный подход к преподаванию линии «Моделирование и формализация» позволит оказать существенное влияние на общее развитие и формирование мировоззрения учащихся, а также решить многие задачи в полном их объеме.

Уроки, ориентированные на моделирование, должны выполнять развивающую, общеобразовательную функцию, поскольку при их изучении учащиеся продолжают знакомство еще с одним методом познания окружающей действительности - методом компьютерного моделирования.

В разработке методического вопроса я :

· хочу отобразить наиболее существенные стороны линии «Формализация и моделирование»;

· представлю разработку конспектов уроков по теме «Моделирование и формализация».

Я думаю, что основной целью учителя при изучении данной темы является умение показать, что использование компьютера для решения задач основывается на глубоком понимании смысла звеньев основной технологической цепочки (объект - информационная модель - алгоритм - программа - результат - объект) и отношений между ними. При этом ключом к умению правильно и эффективно использовать компьютер является понимание метода информационного моделирования. Основным результатом изучения данной темы, считаю, формирование системно-информационной картины мира через освоение основных понятий моделирования.

Содержательная линия «Моделирование и формализация» - самая новая в курсе информатики, поэтому выделение в ее рамках основных понятий и разработка методики преподавания еще не завершены.

Содержание линии «Моделирование и формализация»

Содержание линии «Моделирование и формализация» определено следующим перечнем понятий:

ь моделирование как метод познания,

ь формализация,

ь материальные и информационные модели,

ь информационное моделирование,

ь основные типы информационных моделей.

Цель обучения:

· сформировать представление о подходах к классификации моделей;

· сформировать представление о разновидностях информационных моделей в зависимости от формы представления.

· выработать ориентировочную основу действий учащихся при проведении моделирования;

· познакомить учащихся с кругом задач, для которых можно проводить моделирование в прикладных программных средах;

· закрепить умения работы в прикладных программных средах, полученные в 7-м классе.

Учащиеся должны знать:

· что такое модель,

· типы моделей,

· этапы решения задач на ЭВМ,

· этапы моделирования,

· принципы построения модели задачи,

· цели проведения компьютерного эксперимента.

· основные виды классификации моделей;

· основные признаки классификации моделей;

· характеристику рассматриваемых классов моделей;

· классификацию информационной модели.

· методику и основные этапы моделирования;

· технологию работы в средах общего назначения.

Учащиеся должны уметь:

· приводить примеры моделирования и формализации,

· строить модели с помощью компьютера,

· проводить компьютерные вычислительные эксперименты.

· приводить примеры моделей, относящихся к определенному классу;

· проводить формализацию задач;

· моделировать в среде текстового процессора;

· моделировать в среде графического редактора;

· моделировать в среде табличного процессора;

· моделировать в среде системы управления базой данных.

Линия моделирования, наряду с линией информации и информационных процессов, является теоретической основой базового курса информатики. Дальнейшее развитие общеобразовательного курса информатики должно быть связано, прежде всего, с углублением этих содержательных линий.

Содержательная линия «Моделирование и формализация» -- самая новая в курсе информатики, поэтому выделение в ее рамках основных понятий и разработка методики преподавания еще не завершены. Одним из направлений развития предмета «Информатика» является расширение данной линии наряду с линиями «Информация и информационные процессы» и «Представление информации» как составляющих теоретическую основу предмета. Изучение моделирования и формализации позволяет решить одну из задач курса информатики -- формирование у учащихся системно-информационной картины мира, а основные понятия этой содержательной линии являются мощным аналитическим инструментарием на современном этапе развития предметного курса информатики.

В различных учебниках тема информационного моделирования занимает разное место. Первый учебник информатики под редакцией А. П. Ершова [2]знакомил учащихся с численным моделированием физических процессов в разделе «Роль ЭВМ в современном обществе. Перспективы развития вычислительной техники», причем сделано это было просто для расширения общего кругозора школьников. Понятия «модель» и «моделирование» использовались в контексте без объяснения их смысла.

В учебнике А. Г. Гейна[5] понятие модели раскрывается полнее -- рассмотренные задачи представляют самые разные области человеческой деятельности. Проблема решения задачи приводит к цепочке: задача -- математическая формализация -- перевод на язык программирования -- компьютерный эксперимент -- анализ результатов и в случае необходимости уточнение модели.

В современных учебниках наиболее полно данная линия раскрыта в учебнике информатики Н. В. Макаровой[3] для IX класса. Особенно удачной оказалась теоретическая часть изложения основ моделирования; практическая часть (т. е. примеры и задачи для практической работы) не вполне соответствует возрасту учащихся.

Понятие «объекта» вводится в соответствии с задачником-практикумом И.Г.Семакина[8] «объект -- это то, о чем идет речь. Объектом может быть все, что угодно: дом, если мы говорим о доме, звезды, если мы смотрим на звездное небо, голод, если мы думаем о том, что проголодались». Объект моделирования понимается в широком смысле: это может быть...