Informacyjny model organizacji zajęć w szkole będzie. Zintegrowana lekcja „Formalizacja i wizualizacja modeli. Rodzaje modeli informacyjnych”. Wymagania dotyczące wiedzy i umiejętności
Model organizacji to specjalny, usystematyzowany zbiór prawidłowości nauczyciela podczas kształcenia ucznia, który dzieli się na dwa typy: adragogiczny i pedagogiczny.
Ogólnie model jest różne drogi reprezentacje rzeczywistości. Każdy model ma określony wygląd, formę, opis i opcję prezentacji. Na przykład instytucje szkolne częściej biorą pod uwagę materialne i niematerialne modele informacji. Każdy model informacyjny to zbiór informacji o obiekcie, procesie, zjawisku, który można wykorzystać do scharakteryzowania procesu zachodzącego w przyrodzie. Modelem informacyjnym organizacji zajęć w szkole jest więc plan lekcji, ponieważ niesie ze sobą informacje organizacyjne dla nauczycieli i uczniów. Modelem informacyjnym w dziedzinie edukacji są różne nauki – biologia, botanika, zoologia i inne, które przedstawiają informacje o zewnętrznych cechach i cechach na plakatach edukacyjnych, ilustracjach dotyczących nauczanych przedmiotów. Dzięki połączeniu modeli informacji we wszystkich opcje, młodsze pokolenie tworzy adekwatną ocenę świata ożywionego lub nieożywionego.
Test na temat „Modele i modelowanie”
opcja 1
1. Model to zastąpienie badanego obiektu innym obiektem, który odzwierciedla:
a) wszystkie strony ten obiekt;
b) niektóre aspekty tego przedmiotu;
c) istotne aspekty tego obiektu;
d) innych niż istotne aspektów tego przedmiotu.
2. Wynikiem procesu formalizacji jest:
a) model opisowy; c) model graficzny;
b) model matematyczny; d) model przedmiotowy.
3. Model informacyjny organizacji zajęć w szkole to:
a) zbiór zasad zachowania się uczniów; c) harmonogram zajęć;
b) wykaz klas; d) spis podręczników.
4. Model materiałowy to:
a) makieta statku powietrznego; c) rysunek;
b) mapa; d) schemat.
5. Drzewo genealogiczne rodziny to:
b) hierarchiczny model informacyjny;
c) sieciowy model informacyjny;
d) model informacji werbalnej.
a) model anatomiczny; c) model statku;
b) układ budynku; d) schemat.
7. Wskaż modelowany obiekt w symulacji procesu badania reżimu temperaturowego pomieszczenia:
b) badanie reżimu temperaturowego w pomieszczeniu;
c) pokój;
temperatura.
8. Poprawna kolejność wskazanych etapów modelowania matematycznego procesu:
1) analiza wyniku; 3) określenie celów modelowania;
2) prowadzenie badań; 4) wyszukać opis matematyczny.
Pasuje do sekwencji:
a) 3 - 4 - 2 - 1; c) 2 - 1 - 3 - 4;
b) 1 - 2 - 3 - 4; d) 3 - 1 - 4 - 2;
9. Z ilu obiektów zazwyczaj składa się system?
a) z kilku; c) z nieskończonej liczby;
b) z jednego; d) nie jest podzielna.
10. Jak nazywa się graf przeznaczony do wyświetlania zagnieżdżania, podporządkowania, dziedziczenia itp. między obiektami?
a) schemat; c) stół;
b) sieć; d) drzewo.
11. Ustna reprezentacja modelu informacyjnego nazywa się:
a) model graficzny; c) model tabelaryczny;
b) model werbalny; d) model logiczny.
12. Uporządkowanie informacji według określonego atrybutu nazywa się:
a) sortowanie c) systematyzacja;
b) formalizacja; d) modelowanie.
Opcja 2
1. Jak nazywa się uproszczona reprezentacja rzeczywistego obiektu?
a) oryginał; c) wzór;
b) prototyp; d) system.
2. Proces budowy modeli nazywa się:
a) modelowanie; c) eksperymentowanie;
b) projekt; d) projektowanie
3. modelu informacji, składający się z wierszy i kolumn, nazywa się:
stół; c) schemat;
b) harmonogram; d) rysunek.
4. Jak potocznie nazywa się modele reprezentujące zbiór przydatnych i niezbędnych informacji o obiekcie?
materiał; c) przedmiot;
b) informacyjny; d) werbalne.
5. Schemat obwód elektryczny jest:
a) model informacji tabelarycznej;
b) hierarchiczny model informacyjny;
c) graficzny model informacyjny;
d) model informacji werbalnej
6. Kultowym modelem jest:
a) mapa; c) globus;
b) zabawki dla dzieci; d) układ budynku.
7. Wskaż cel modelowania w symulacji procesu badania reżimu temperaturowego pomieszczenia:
a) konwekcja powietrza w pomieszczeniu;
b) badanie reżimu temperaturowego w pomieszczeniu;
c) pokój;
temperatura.
8. Właściwe definicje pojęć podano w paragrafach
1) parametr modelowany – cechy i właściwości obiektu – oryginał, który musi koniecznie posiadać model;
2) obiekt symulowany - obiekt lub zespół obiektów, których budowę lub zachowanie bada się za pomocą modelowania;
3) prawo – zachowanie modelowanego obiektu.
a) 1 - 2 - 3; c) 1 - 3;
b) 2 - 3; d) 1 - 2.
9. Narzędzie do Symulacja komputerowa jest:
a) skaner c) drukarka;
b) komputer; d) monitorować.
10. Jak nazywa się narzędzie do wizualnej reprezentacji składu i struktury systemu?
stół; c) tekst;
b) wykres; d) rysunek.
11. Jak nazywają się modele, w których decyzja jest podejmowana na podstawie analizy różnych uwarunkowań?
a) werbalne; c) tabelaryczne;
b) graficzny; d) logiczne.
12. Rozwiązanie problemu automatyzacji sprzedaży biletów wymaga zastosowania:
a) edytor graficzny; w) system operacyjny;
b) Edytor tekstu; d) język programowania.
Klasa 11
Temat lekcji: Statystyka. Dane statystyczne. Budowanie modeli regresji za pomocą arkusza kalkulacyjnego.
Cele: nauczyć uczniów, jak tworzyć i eksplorować modele informacji za pomocą arkuszy kalkulacyjnych.
Wymagania dotyczące wiedzy i umiejętności:
Studenci powinni wiedzieć:
Etapy modelowania;
etapy uzyskiwania modeli regresji.
Studenci powinni umieć:
Model zgodny ze wszystkimi etapami;
Praca w MS Excelu.
Oprogramowanie i wsparcie metodyczne: PC, arkusze kalkulacyjne MS Excel.
Podczas zajęć:
Org. za chwilę(powitanie, przygotowanie miejsca pracy, lądowanie uczniów).
Cele Lekcji: dzisiaj na lekcji musimy nauczyć się tworzyć modele opisujące zależność między cechami ilościowymi danych statystycznych.
Cel lekcji: na podstawie zaproponowanych danych statystycznych zbuduj najbardziej odpowiedni model.
Temat lekcji: Dane statystyczne. Budowanie modeli regresji.
Powtórzenie badanego materiału.
Cel: Kontrola wiedzy.
Metoda: testowanie.
opcja 1
1. Model to zastąpienie badanego obiektu innym obiektem, który odzwierciedla:
A) wszystkie boki danego przedmiotu;
B) niektóre aspekty tego przedmiotu;
B) istotne aspekty tego przedmiotu;
D) inne niż istotne aspekty tego przedmiotu.
2. Wynikiem procesu formalizacji jest:
A) model opisowy;
C) model graficzny;
B) model matematyczny;
D) model podmiotu.
3.
Model informacyjny organizacji zajęć w szkole to:
A) zbiór zasad zachowania się uczniów
C) harmonogram zajęć;
B) wykaz klas;
D) spis podręczników.
4. Model materiałowy to:
A) makieta statku powietrznego;
B) rysunek;
B) mapa;
D) schemat.
5. Drzewo genealogiczne rodziny to:
B) sieciowy model informacyjny;
A) model anatomiczny;
B) model statku;
B) układ budynku;
D) schemat.
7. Wskazać w symulacji procesu badania reżimu temperaturowego pomieszczenia
obiekt symulacyjny:
A) konwekcja powietrza w pomieszczeniu;
B) pokój
B) badanie temperatury
D) temperatura, tryb pokojowy;
8. Poprawna kolejność wskazanych etapów modelowania matematycznego procesu:
analiza wyników;
określenie celów modelowania;
przeprowadzać badanie;
wyszukaj opis matematyczny.
Pasuje do sekwencji:
A) 3-4-2-1;
C) 2 - 1 - 3 - 4;
B) 1 - 2 - 3 - 4;
D) 3-1-4-2.
9 . Z ilu obiektów zazwyczaj składa się system?
A) z kilku;
C) z nieskończonej liczby;
B) z jednego;
D) nie jest podzielna.
10. Jak nazywa się wykres przeznaczony do wyświetlania zagnieżdżenia, podporządkowania,
dziedziczenie itp. między obiektami?
A) schemat
B) stół.
B) sieć;
D) drzewo;
11.
Werbalna reprezentacja modelu informacyjnego nazywa się:
A) model graficzny;
B) model tabelaryczny;
B) model werbalny;
D) model logiczny.
12.
Uporządkowanie informacji według określonego atrybutu nazywa się:
A) sortowanie
B) systematyzacja;
B) formalizacja;
D) modelowanie.
(Odpowiedzi: 1-c, 2-b, 3-c, 4-a, 5-b, 6-d, 7-d, 8-a, 9-a, 10-b, 11-b, 12-a )
Opcja 2
1 . Jak nazywa się uproszczona reprezentacja rzeczywistego obiektu?
a) oryginał
B) wzór;
B) prototyp;
D) system.
2. Proces budowy modeli nazywa się:
A) modelowanie;
C) eksperymentowanie;
B) projekt;
D) projekt.
3.
Model informacyjny składający się z wierszy i kolumn nazywa się:
Stół
B) schemat;
B) harmonogram;
D) rysunek.
4. Jak potocznie nazywa się modele, które są połączeniem użytecznych i
potrzebne informacje o obiekcie?
Materiał
B) przedmiot;
B) informacja;
D) werbalne.
5. Schemat obwodu elektrycznego to:
A) tabelaryczny model informacyjny;
B) hierarchiczny model informacji;
B) graficzny model informacyjny;
D) model informacji werbalnej.
6. Kultowym modelem jest:
A) mapa
B) globus
B) zabawki dla dzieci;
D) układ budynku.
7. Wskazać cel w modelowaniu procesu badania reżimu temperaturowego pomieszczenia
symulacja:
A) konwekcja powietrza w pomieszczeniu;
B) badanie reżimu temperaturowego w pomieszczeniu;
Miotła;
D) temperatura.
8. Właściwe definicje pojęć podano w paragrafach
modelowany parametr - cechy i właściwości oryginalnego obiektu, który powinien
musi mieć model;
modelowany obiekt – obiekt lub grupa obiektów, struktura lub zachowanie
które są badane za pomocą modelowania;
prawo - zachowanie modelowanego obiektu.
A) 1 - 2 - 3;
B) 1 - 3;
B) 2-3;
D) 1-2.
9.
Narzędziem do symulacji komputerowej jest:
A) skaner
B) drukarka
B) komputer;
monitorować.
10. Jak nazywa się narzędzie do wizualnej reprezentacji składu i struktury systemu?
Stół
B) tekst;
B) wykres;
D) rysunek.
11. Jak nazywają się modele, w których na podstawie analizy różnych uwarunkowań
decyzja jest podjęta?
A) werbalne
B) tabelaryczne;
B) graficzny;
D) logiczne.
12. Rozwiązanie problemu automatyzacji sprzedaży biletów wymaga zastosowania:
A) edytor graficzny;
B) system operacyjny
B) edytor tekstu;
D) język programowania
(Odpowiedzi: 1-c, 2-a, 3-a, 4-b, 5-c, 6-a, 7-d, 8-d, 9-b, 10-b, 11-d, 12-d)
4. Nauka nowego materiału
Statystyki i dane statystyczne
Statystyka - nauka zbierania, mierzenia i analizowania masowych danych ilościowych.
Rozważmy przykład ze statystyki medycznej. Eksperci zebrali dane z różnych miast na temat średniego stężenia tlenku węgla w atmosferze C oraz zachorowalności na astmę (liczba chorych przewlekle na 1000 mieszkańców P.
Rozważ tabelę i reprezentacja graficzna dane statystyczne.
Z mg/m3
P bol./tys.
2,5
2,9
3,2
3,6
3,9
4,2
4,6
108
171
Jak teraz zbudować model matematyczny tego zjawiska? Konieczne jest uzyskanie wzoru na zależność P od C. Wykres żądanej funkcji musi przebiegać blisko punktów diagramu danych doświadczalnych.
Podstawowe wymagania dla pożądanej funkcji:
Powinien być na tyle prosty, aby można go było wykorzystać w dalszych obliczeniach;
Wykres tej funkcji powinien przebiegać w pobliżu punktów doświadczalnych, tak aby odchylenia tych punktów od wykresu były minimalne i równomierne.
Otrzymaną w ten sposób funkcję nazywa się w statystyce Model regresji.
2) Uzyskanie modelu regresji odbywa się w dwóch etapach:
Wybór typu funkcji;
Obliczanie parametrów funkcji.
Najczęściej wyboru dokonuje się spośród następujących funkcji:
Funkcja liniowa;
funkcja kwadratowa;
funkcja logarytmiczna;
Funkcja wykładnicza;
Funkcja zasilania.
We wszystkich tych wzorach x jest argumentem, y jest wartością funkcji, a, b, c są parametrami funkcji.
Wybierając jedną z funkcji, należy tak dobrać parametry, aby funkcja znajdowała się jak najbliżej punktów doświadczalnych.
istnieje metoda najmniejszych kwadratów(MNK). Najważniejsze jest to, że pożądaną funkcję należy skonstruować w taki sposób, aby suma kwadratów odchyleń współrzędnych y wszystkich punktów doświadczalnych od współrzędnych y wykresu funkcji była minimalna.
Nazywa się wykresy modelu regresji trendy. (angielskie słowo trend tłumaczy się jako ogólny kierunek lub trend).
Opiszmy algorytm uzyskiwania modeli regresji metodą LSM wraz z budową trendu za pomocą programu MS Excel.
Wprowadź dane tabeli.
Budujemy wykres rozrzutu, gdzie jako etykietę dla osi OX wybieramy tekst „Trend liniowy” (resztę etykiet i legendę można zignorować).
Kliknij pole diagramu; wykonaj polecenie Wykres - Dodaj linię trendu;
W oknie, które zostanie otwarte, w zakładce „Typ” wybierz „Trend liniowy”;
Przejdź do zakładki „Parametry” i zaznacz checkboxy „pokaż równania na diagramie” oraz „umieść wartość ufności aproksymacji na wykresie R^2" i kliknij OK.
Podobnie uzyskujemy inne trendy.
Otrzymaliśmy regresywny model matematyczny i możemy przewidzieć proces za pomocą obliczeń. Teraz można oszacować częstość występowania astmy nie tylko dla tych wartości stężenia tlenku węgla, które uzyskano za pomocą pomiarów, ale także dla innych wartości. Jest to bardzo ważne z praktycznego punktu widzenia. Na przykład, jeśli planuje się budowę w mieście zakładu, który będzie emitował do atmosfery tlenek węgla, to obliczając możliwe stężenie gazu, można przewidzieć, jak wpłynie to na zapadalność na astmę wśród mieszkańców miasta.
Dwa sposoby przewidywania za pomocą modelu regresji:
Przywrócenie wartości - prognoza w ramach wartości eksperymentalnych zmiennej niezależnej.
Ekstrapolacja - przewidywanie wykraczające poza dane eksperymentalne
Budujemy następujące ET:
21,845*А2*А2-106,97*А2+150,21
Podstawiając wartości, otrzymujemy:
Stężenie tlenku węgla (mg/m3)
Liczba chorych na astmę na 1000 mieszkańców
(Liczba okazuje się ułamkowa, ale usuwamy część ułamkowa- dlatego to liczba osób
Metoda 2: Kontynuujemy trend poza danymi eksperymentalnymi:
Podczas ekstrapolacji nie można odejść daleko od obszaru eksperymentalnego. Poza tym charakter uzależnienia może się zmienić
5. Warsztat komputerowy
Zadania praktyczne
Ćwiczenie 1 Przedstawiona tabela zawiera prognozę średniej dziennej temperatury dla ostatniego tygodnia maja w różnych miastach europejskiej części Rosji. Miasta są posortowane alfabetycznie. Wskazano również szerokość geograficzną tych miast. Zbuduj kilka wariantów modeli regresji (co najmniej trzy), odzwierciedlających zależność temperatury od szerokości geograficznej miasta. Wybierz najbardziej odpowiednią funkcję.
Szerokość geograficzna, gr.s.sh.
Temperatura
Krasnodar
Noworosyjsk
Rostów nad Donem
Siewierodwińsk
Czerepowiec
Jarosław
Zadanie 2. Na podstawie średniej dziennej temperatury w naszym mieście z ostatniego tygodnia (10 dni), poprzez ekstrapolację graficzną, spróbuj przewidzieć temperaturę za 2 do 5 dni. Oceń, czy opis trendu liniowego jest odpowiedni do opisu zmian temperatury w czasie.
Temperatura około C
Notatka:
Bardziej wygodne jest zbudowanie tabeli w MS Excel w następujący sposób:
Temperatura
Praca domowa Wymyśl własne przykłady praktycznych problemów, dla których sensowne byłoby wykonanie obliczeń odzysku wartości i ekstrapolacji. (Dane można pobrać z tabel statystycznych pokazanych jako przykłady)
6. Podsumowanie lekcji
Czego nauczyliśmy się na lekcji? Czego się nauczyłeś?
Tak więc dzisiaj na lekcji nauczyliśmy się budować modele regresji na podstawie danych statystycznych i przewidywać na dwa sposoby dalszy rozwój wydarzenia. Za kolokwium + aktywność na lekcji wystawiane będą oceny.
Oceniamy pracę klasy i wzywamy uczniów, którzy wyróżnili się na lekcji.
Praca domowa: Za pomocą programu MS Excel zbuduj modele regresji liniowej, kwadratowej, wykładniczej i logarytmicznej, korzystając z danych z poniższej tabeli. Zdefiniuj parametry, wybierz model.
Literatura:
Teoretyczne i praktyczny materiał zbudowany na podstawie materiałów przedstawionych w następujących publikacjach:
Semakin I.G. Informatyka klasa 11
Rozdział 2. Modelowanie matematyczne w planowaniu i zarządzaniu.
punkt 2.6. Reprezentacja zależności między wielkościami.
punkt 2.7. O statystykach i danych statystycznych.
punkt 2.8. Metoda najmniejszych kwadratów.
punkt 2.9. Budowanie modeli regresji za pomocą arkusza kalkulacyjnego.
2) Semakin I.G. Systemy informacyjne i modele. Kurs fakultatywny: Instruktaż
Rozdział 2 Komputerowe modelowanie matematyczne
3) Semakin I.G. Systemy informacyjne i modele. Przedmiot do wyboru: Praktyka
Sekcja 2 Komputerowe modelowanie matematyczne
4) Ugrinowicz N.D. Badanie modeli informacyjnych. Instruktaż
Tył do przodu
Uwaga! Zapowiedź slajdy służą wyłącznie celom informacyjnym i mogą nie przedstawiać pełnego zakresu prezentacji. Jeśli jesteś zainteresowany ta praca proszę pobrać pełną wersję.
Cele Lekcji:
- Kształtowanie u studentów koncepcji formalizacji, modelu informacyjnego. Nauczenie, jak budować tabelaryczny model informacji za pomocą arkuszy kalkulacyjnych i wizualizować model.
- Rozwinięcie kompetencji badawczych studentów w zakresie formalizacji modelu poprzez ustrukturyzowanie materiału edukacyjnego z wykorzystaniem arkuszy kalkulacyjnych.
- Dla słabych uczniów: Wzbudzanie zainteresowania procesem modelowania poprzez wykorzystanie wykonalnych zadań, szkolenia narzędzia oprogramowania umożliwienie uczniowi pracy zgodnej z jego indywidualnymi możliwościami.
- Dla przeciętnych uczniów: Rozwijaj trwałe zainteresowanie tematem poprzez konstruowanie modeli tabelarycznych.
- Dla silnych uczniów: Rozwijaj trwałe zainteresowanie procesem modelowania, rozwiązując różne problemy w programie Excel.
- Promuj wzbogacenie wewnętrzny świat studentów, zwiększenie zainteresowania studiowaniem przedmiotu, wspieranie kultury zachowania i umiejętności obsługi komputera.
Wsparcie programowe i dydaktyczne: PC, oprogramowanie: Excel, PowerPoint, MS Word, Internet, karty zadań, tablica interaktywna, prezentacja.
Wymagania dotyczące wiedzy i umiejętności:
Studenci powinni wiedzieć:
- Co to jest model, modelowanie, formalizacja;
- Główne etapy budowy modelu tabelarycznego.
Studenci powinni umieć:
- Informacje o strukturze za pomocą arkuszy kalkulacyjnych;
- Zwizualizuj model za pomocą diagramów.
Podczas zajęć
I.Org. za chwilę.
II. Aktualizacja dotychczasowej wiedzy:
1. Studenci tak test elektroniczny w dwóch wersjach i zapisane w ich folderach.
opcja 1
1) Model polega na zastąpieniu badanego obiektu innym obiektem odzwierciedlającym:
- wszystkie strony przedmiotu;
- niektóre aspekty tego obiektu;
- istotne aspekty tego obiektu;
- inne niż istotne aspekty tego obiektu.
2) Model informacyjny organizacji zajęć w szkole to:
- zbiór zasad zachowania się uczniów;
- lista klas;
- rozkład jazdy;
- spis podręczników.
3) Model materialny to:
- układ samolotu;
- mapa;
- rysunek;
- diagram.
4) Wskazać obiekt symulacji w symulacji procesu badania reżimu temperaturowego pomieszczenia
- konwekcja powietrza w pomieszczeniu;
- Pokój;
- temperatura;
5) Ustna reprezentacja modelu informacji nazywa się:
- model graficzny;
- model werbalny;
- model matematyczny;
- model logiczny.
Opcja 2
1) Jak nazywa się uproszczona reprezentacja rzeczywistego obiektu?
- oryginał;
- prototyp;
- Model;
- system.
2) Proces budowy modeli nazywa się:
- modelowanie;
- budowa;
- eksperymentowanie;
- projekt.
3) Model informacyjny składający się z wierszy i kolumn nazywa się:
- stół;
- harmonogram
- schemat;
- rysunek.
4) Jak ogólnie nazywa się modele, które są zbiorem przydatnych i niezbędnych informacji o obiekcie?
- materiał;
- Przedmiot;
- informacyjny;
- werbalny.
5) Wskaż w symulacji procesu badania reżimu temperaturowego pomieszczenia cel symulacji:
- konwekcja powietrza w pomieszczeniu;
- badanie reżimu temperaturowego w pomieszczeniu;
- Pokój;
- temperatura.
2. Powiedz, czym jest modelarstwo, modelarstwo. Podaj przykłady modeli treningowych. Co to jest model materialny? Co to jest model informacji?
3. Wykonaj zadanie na tablicy interaktywnej:
Wypełnij tabelę:
III. Nowy temat:
Z obsługą multimediów. Problematyczne pytanie „Jak komputer może wyświetlać modele informacyjne?” Spróbujmy to dzisiaj rozgryźć.
Człowiek od dawna używa modelowania do badania obiektów, procesów, zjawisk (dalej będziemy nazywać wszystkie te obiekty modelowania) w różnych dziedzinach. W całej swojej historii ludzkość używała różnych metod i narzędzi do tworzenia modeli informacyjnych. Metody te były stale udoskonalane. W ten sposób powstały pierwsze modele informacyjne w postaci malowideł naskalnych. Obecnie modele informacyjne są zwykle budowane i badane przy użyciu nowoczesnych technologii komputerowych.
Pierwszym etapem każdego badania jest sformułowanie problemu, który wyznacza zadany cel. Zadanie jest sformułowane w języku potocznym. W zależności od charakteru preparatu wszystkie zadania można podzielić na dwie główne grupy. Do pierwszej grupy należą zadania, w których wymagane jest zbadanie, jak zmieni się charakterystyka obiektu z pewnym wpływem na niego, „co się stanie, jeśli?...”. Druga grupa zadań: jaki rodzaj oddziaływania należy wywrzeć na obiekcie, aby jego parametry spełniały zadany warunek, „jak to zrobić?..”.
Drugim etapem jest analiza obiektu. Wynikiem analizy obiektu jest identyfikacja jego elementów składowych (obiektów elementarnych) oraz określenie powiązań między nimi.
Trzecim etapem jest opracowanie modelu informacyjnego obiektu. Budowa modelu powinna być powiązana z celem modelowania. Każdy obiekt ma dużą liczbę różnych właściwości. W procesie budowania modelu identyfikowane są główne, najbardziej znaczące właściwości, które odpowiadają celowi.
Wszystko, co zostało wspomniane powyżej, to formalizacja, czyli zastąpienie rzeczywistego obiektu lub procesu jego opisem formalnym, tj. jego model informacyjny. Jak to się stało?
Przykłady z matematyki, fizyki, chemii, geografii, muzyki itp.
Model informacyjny cząsteczki wody
Wzór słowa:„Cząsteczka wody składa się z atomu tlenu i dwóch atomów wodoru”
Model geometryczny:
Model chemiczny: H2O
Model informacyjny trójkąta prostokątnego
Wzór słowa:„Trójkąt prostokątny to trójkąt, w którym jeden z kątów jest prosty”
Model geometryczny:
Model matematyczny: <А+<В+<С=180° , АВ 2 =АС 2 +ВС 2
Zwracam uwagę na model matematyczny. Jest napisany językiem matematycznym lub formalnym. Wszyscy wiemy, że języki mogą być naturalne i formalne. Języki naturalne służą do tworzenia opisowych modeli informacji. Za pomocą języków formalnych budowane są formalne modele informacyjne (matematyczne, logiczne itp.). Jednym z najczęściej używanych języków formalnych jest matematyka. Modele zbudowane przy użyciu pojęć i wzorów matematycznych nazywane są modelami matematycznymi. Jednak w niektórych przypadkach używane są specjalistyczne języki formalne (w chemii - język wzorów chemicznych, w muzyce - notacja muzyczna itp.)
Proces budowania modeli informacyjnych przy użyciu języków formalnych nazywany jest formalizacją.
Modelowanie dowolnego systemu jest niemożliwe bez wstępnej formalizacji. W rzeczywistości formalizacja jest pierwszym i bardzo ważnym krokiem w procesie modelowania.
W procesie badania modeli formalnych często wykorzystuje się ich wizualizację. Do wizualizacji algorytmów wykorzystywany jest schemat blokowy, relacje przestrzenne między obiektami – rysunki, modele obwodów elektrycznych – obwody elektryczne. Podczas wizualizacji modeli formalnych za pomocą animacji można wyświetlić dynamikę procesu, wykreślić wykresy zmian wartości itp. Przykład na slajdzie .
Aby odzwierciedlić systemy o różnych strukturach, stosuje się następujące typy modeli informacyjnych: tabelaryczne, hierarchiczne, sieciowe.
Jedną z najpowszechniejszych form prezentacji modeli informacyjnych są tabele. Bardzo często informacje są prezentowane w formie tabelarycznej w różnych dokumentach, podręcznikach, podręcznikach. Za pomocą tablic budowane są modele informacyjne w różnych obszarach tematycznych, takich jak tabliczka mnożenia w matematyce, układ okresowy w chemii, plan lekcji i pociągi.
Tabelaryczny – obiekty i ich właściwości prezentowane są w postaci listy, a ich wartości umieszczane są w prostokątnych komórkach. Lista obiektów tego samego typu umieszczona jest w pierwszej kolumnie (lub wierszu), a wartości ich właściwości w kolejnych kolumnach (lub wierszach).
Przeanalizujmy tę sytuację życiową: musisz kupić telefon komórkowy. Kupując, na co przede wszystkim zwracasz uwagę (wygląd)? Jakie informacje są ważne?
Informacje prezentowane są w formie tabeli.
Czy to pełna informacja o obiekcie? Jak najlepiej przedstawić informacje o wyglądzie telefonu? Na co jeszcze zwracasz uwagę przy zakupie telefonu (funkcje telefonu)? Jakie informacje są ważne? Informacje prezentowane są w formie tabeli.
Parametr |
Wartość parametru |
Cena £ |
|
gniazdo podczerwieni |
|
Operacja rozmowy |
|
Alarm wibrujący |
|
Czy ta tabela najlepiej przedstawia funkcjonalność telefonu? W tym przykładzie zbudowane są dwa modele tabelaryczne jednego rzeczywistego obiektu, telefonu komórkowego. Pierwszy model jest wygodny w reprezentacji graficznej, a drugi w tabeli. Podczas budowania tabelarycznego modelu informacyjnego szczególne znaczenie ma cel utworzenia modelu.
W ten sposób forma tabelaryczna zapewnia zwięzłość i przejrzystość danych, porządkuje dane i pozwala zobaczyć wzorce w naturze danych.
Ważną rolę odgrywają modele informacyjne, które się wyświetlają systemy hierarchiczne . W biologii cały świat zwierząt traktowany jest jako system hierarchiczny (typ, klasa, rząd, rodzina, rodzaj, gatunek), w informatyce stosuje się hierarchiczny system plików, stosuje się klasyfikację komputerów. Do opisu historycznego procesu przemian pokoleniowych rodziny wykorzystuje się dynamiczne modele informacyjne w postaci drzewa genealogicznego. Jako przykład możemy rozważyć fragment (X - XI) wieku drzewa genealogicznego dynastii Ruryków. W modelu hierarchicznym obiekty są uporządkowane według poziomów. Każdy element wyższego poziomu może zawierać kilka elementów niższego poziomu, podczas gdy każdy element niższego poziomu może być częścią tylko jednego elementu najwyższego poziomu.
Wykresy to wygodny sposób wizualnego przedstawiania hierarchicznych modeli informacji. Elementy modelu hierarchicznego są wyświetlane na grafie jako owale (wierzchołki grafu). Grafy, które mają jeden wierzchołek najwyższego poziomu, przypominają drzewa rosnące od góry do dołu i dlatego nazywane są drzewami. Jako przykład rozważmy fragment drzewa genealogicznego dynastii Ruryków.
Wyobraź sobie schematycznie następujący opis:„Zasoby naturalne dzielą się według rezerw na niewyczerpalne i niewyczerpalne. Zasoby wyczerpywalne są nieodnawialne i odnawialne. Ponadto według celu zasoby naturalne dzielą się na wielofunkcyjne, przemysłowe i rolnicze. (Slajd)
A teraz przedstawimy te informacje w formie hierarchii.
Modele informacji o sieci – używany do odzwierciedlenia systemów, w których relacje między elementami mają złożoną strukturę. Przykładem modeli sieciowych są na przykład różne regionalne części globalnej sieci komputerowej Internet (amerykańska, europejska, rosyjska, australijska itd.) połączone ze sobą szybkimi liniami komunikacyjnymi. Jednocześnie niektóre części (na przykład amerykańska) mają bezpośrednie połączenia ze wszystkimi regionalnymi częściami Internetu, podczas gdy inne mogą wymieniać informacje między sobą tylko za pośrednictwem części amerykańskiej (na przykład rosyjska i australijska). Wierzchołkami grafu są sieci regionalne. Połączenia między wierzchołkami są dwukierunkowe i dlatego są przedstawiane jako linie bezkierunkowe ( żebra), a zatem sam wykres nazywa się niezorientowany.
IV. Ustalenie:
Zadanie 1.
Zbuduj model tabelaryczny dla pozycyjnych systemów liczbowych.
Co to jest system liczbowy? Jakie są dwie klasy systemów liczbowych?
Jaka jest różnica między pozycyjnym systemem liczbowym a niepozycyjnym systemem liczbowym?
Notacja |
Baza |
Alfabet liczb |
Dwójkowy |
||
Dziesiętny |
0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 |
|
ósemkowy |
||
Szesnastkowy |
0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F |
Na podstawie wiedzy o grafie zbudujemy model hierarchiczny dla powyższego przykładu. Co to jest graf, wierzchołki grafu, łuki?
Co jest szczytem?
Zadanie 2.
Podano słowny opis takiego zjawiska, jak wzrost liczby ludności na Ziemi. Zbuduj modele, które pomogłyby lepiej zwizualizować to zjawisko.
Jak wykazały badania, ludzkość jako jeden system istnieje od ponad miliona lat. Rozwój tego systemu można ocenić po zmianie jego kluczowych parametrów. Jednym z tych parametrów jest liczba ludzi na Ziemi.
W 1000 roku na świecie było 305 milionów ludzi, w 1500 - 440 milionów, w 1800 - 950 milionów, w 1900 1 miliard 660 milionów, w 1950 - 2 miliardy 530 milionów, w 1980 - 4 miliardy 430 milionów, w 1990 - 5 miliard 290 milionów, w 2000 r. - 6 miliardów 250 milionów.
Zadanie 3.
Następny wykres przedstawia możliwy system transfuzji krwi. Wskaż, jaki rodzaj krwi może otrzymać osoba z pierwszą grupą, z drugą, z trzecią, z czwartą grupą krwi.
Zadanie 4.
Określ, który z pięciu serwerów jest hostem? (Odpowiedzi uczniów)
Rozwiązanie jest bardzo proste: ponieważ zgodnie z tą definicją serwer, z którym bezpośrednio połączone są wszystkie inne serwery, nazywa się serwerem węzłowym, to w macierzy należy szukać wiersza składającego się tylko z jedynek. Ta linia to C4. Oznacza to, że serwer C4 jest serwerem węzłowym. Jako dodatkowe zadanie proponuję narysować tę sieć komputerową, przedstawiając serwery jako okręgi, a połączenia między nimi jako linie. Teraz widzieliśmy, że tabelaryczny model informacji pozwala na szybką analizę informacji.
Podsumowanie lekcji na ten temat
„Typy modeli informacyjnych”
- edukacyjne: opanowanie tabelarycznej i hierarchicznej formy prezentacji modelu informacyjnego;
- edukacyjne: kształtowanie niezależności i odpowiedzialności w badaniu nowego materiału;
- rozwijanie: rozwijanie umiejętności opisu modeli informacyjnych, z podkreśleniem zasadniczych celów modelowania.
Oprogramowanie - pomoc dydaktyczna lekcji: komputer, rzutnik, ekran, karty z testami i zadaniami.
Rodzaj lekcji: nauka nowego materiału.
Podczas zajęć:
- Org. chwila: 2 min.
- Pozdrowienia;
- sprawdzanie uczestników.
- Aktualizacja dotychczasowej wiedzy: 10 min
Test (2 opcje)
opcja 1
1. Model to zastąpienie badanego obiektu innym obiektem, który odzwierciedla:
- wszystkie strony przedmiotu;
- niektóre aspekty tego obiektu;
- istotne aspekty tego obiektu;
- inne niż istotne aspekty tego obiektu.
2. Wynikiem procesu formalizacji jest:
- model opisowy;
- model matematyczny;
- model graficzny;
- model przedmiotowy.
3. Model informacyjny organizacji zajęć w szkole to:
- zbiór zasad zachowania się uczniów;
- lista klas;
- rozkład jazdy;
- spis podręczników.
4. Model materiałowy to:
- układ samolotu;
- mapa;
- rysunek;
- diagram.
5. Kultowym modelem jest:
- model anatomiczny;
- układ budynku;
- model statku;
- diagram.
6. Wskaż obiekt symulacji w symulacji procesu badania reżimu temperaturowego pomieszczenia:
- konwekcja powietrza w pomieszczeniu;
- Pokój;
- temperatura.
7. Poprawna kolejność wskazanych etapów modelowania matematycznego procesu:
1) analiza wyniku;
2) prowadzenie badań;
3) określenie celów modelowania;
4) wyszukać opis matematyczny.
Pasuje do sekwencji:
3-4-2-1;
1-2-3-4;
2-1-3-4;
3-1-4-2.
8. Z ilu obiektów zazwyczaj składa się system?
- z kilku;
- od jednego;
- z nieskończonej liczby;
- ona jest niepodzielna.
9. Jak nazywa się graf przeznaczony do wyświetlania zagnieżdżania, podporządkowania, dziedziczenia itp. między obiektami?
- schemat;
- sieć;
- stół.
- drzewo;
10. Ustna reprezentacja modelu informacyjnego nazywa się:
- model graficzny;
- model werbalny;
- model matematyczny;
- model logiczny.
11. Uporządkowanie informacji według określonego atrybutu nazywa się:
- sortowanie;
- formalizowanie;
- systematyzacja;
- modelowanie.
Opcja 2
1. Jak nazywa się uproszczona reprezentacja rzeczywistego obiektu?
- oryginał;
- prototyp;
- Model;
- system.
2. Proces budowy modeli nazywa się:
- modelowanie;
- budowa;
- eksperymentowanie;
- projekt.
3. Model informacyjny składający się z wierszy i kolumn nazywa się:
- stół;
- harmonogram
- schemat;
- rysunek.
4. Jak potocznie nazywa się modele reprezentujące zbiór przydatnych i niezbędnych informacji o obiekcie?
- materiał;
- Przedmiot;
- informacyjny;
- werbalny.
5. Kultowym modelem jest:
- mapa;
- Zabawki dla dzieci;
- Globus;
- układ budynku.
6. Wskaż cel modelowania w symulacji procesu badania reżimu temperaturowego pomieszczenia:
- konwekcja powietrza w pomieszczeniu;
- badanie reżimu temperaturowego w pomieszczeniu;
- Pokój;
- temperatura.
7. Właściwe definicje pojęć podano w paragrafach
1) modelowany parametr – cechy i właściwości oryginalnego obiektu, które musi koniecznie posiadać model;
2) obiekt symulowany - obiekt lub zespół obiektów, których budowę lub zachowanie bada się za pomocą modelowania;
3) prawo – zachowanie modelowanego obiektu.
- 1-2-3;
8. Narzędziem do symulacji komputerowej jest:
- skaner;
- komputer;
- Drukarka;
- monitor.
9. Jak nazywa się narzędzie do wizualnej reprezentacji składu i struktury systemu?
- stół;
- wykres;
- tekst;
- obrazek.
10. Jak nazywają się modele, w których decyzja jest podejmowana na podstawie analizy różnych uwarunkowań?
- werbalny;
- graficzny;
- matematyczny;
- łamigłówka.
11. Budowa modelu w języku formalnym nazywa się:
- sortowanie;
- formalizowanie;
- systematyzacja;
- modelowanie.
III. Nauka nowego materiału: 20 min
Temat lekcji.
Przeanalizujmy tę sytuację życiową: musisz kupić telefon komórkowy. Kupując, na co przede wszystkim zwracasz uwagę (wygląd)? Jakie informacje są ważne?
Czy to pełna informacja o obiekcie? Jak najlepiej przedstawić informacje o wyglądzie telefonu?
Na co jeszcze zwracasz uwagę kupując telefon (cechy telefonu? Jakie informacje mają znaczenie?
Informacje prezentowane są w formie tabeli.
Parametr |
Wartość parametru |
Cena £ |
|
gniazdo podczerwieni |
|
Operacja rozmowy |
|
Alarm wibrujący |
|
Czy ta tabela najlepiej przedstawia funkcjonalność telefonu?
W tym przykładzie zbudowane są dwa modele tabelaryczne jednego rzeczywistego obiektu, telefonu komórkowego. Pierwszy model jest wygodny w reprezentacji graficznej, a drugi w tabeli. Podczas budowania tabelarycznego modelu informacyjnego szczególne znaczenie ma cel utworzenia modelu.
Za pomocą tablic budowane są modele informacyjne w różnych obszarach tematycznych, takich jak tabliczka mnożenia w matematyce, układ okresowy w chemii, plan lekcji i pociągi. Na przykład tabelaryczny model kosztów poszczególnych urządzeń komputerowych. Pierwsza kolumna tabeli zawiera listę obiektów (urządzeń wchodzących w skład komputera, a druga ich cenę. Podaj przykład tabelarycznego modelu informacyjnego?
W tabelarycznym modelu informacyjnym lista obiektów lub właściwości tego samego typu jest umieszczana w pierwszej kolumnie (lub wierszu) tabeli, a wartość ich właściwości w kolejnych kolumnach (lub wierszach tabeli).
Klasa obiektów to zbiór obiektów połączonych pewnymi wspólnymi właściwościami.
Właściwości - cechy, znaki przedmiotu.
Każda właściwość ma nazwę i wartość.
Z poniższych tabel znajdź klasę obiektu, właściwości obiektu.
Oceny roczne
Zbuduj model tabelaryczny dla pozycyjnych systemów liczbowych.