textarchive.ru

Главная > Урок


Урок 11. Объекты и модель окружающего мира

Цели: освоить содержание понятий «объект», «модель»; иметь представление о понятии «система» и «системный анализ»; уметь выделять в окружающей действительности объекты соответствующие поставленной задаче.

Ход урока

I. Организационный момент

II. Теоретический материал урока

Объект. Рассмотрим все возможные представления об объекте как поня­тии. В философии объектом называют любую вещь, предмет, т. е. материализованную часть внешнего мира. Он может быть представлен в виде данных, тогда его называют пространственный объект, когда описанию подлежит не только сам объект, но и его местоположение, совокупность характеристик и свойств. Различают четыре основных типа пространственных объектов: точечные, линейные, площадные (полигональные), контурные.

В информатике объектом является либо любой адресуемый элемент, который предоставляет определенный сервис (например, в информационных системах), либо предмет, система, процесс, явление, событие, факт, которым МЫ д;и1и имя с целью их анализа. В информационных сетях объектами являются: прикладные процессы, пользователи, клиенты, серверы, функциональные блоки, операционные системы, информационные системы. В объектно-ориентированном программировании - элемент системы или среды, Который характеризуется свойствами (параметрами объекта) и методами (действиями, изменяющими свойства, поведение или состояние объекта).

В учебном процессе, когда внимание учеников должно быть направле­но па изучение окружающей действительности, понятие «объект» выступает совершенно в ином ракурсе. В этом случае более подходящим будет использование определения использующегося в теории познания.

Объект - это предмет, явление, процесс, отношение, на что обращена наша познавательная деятельность. Характеризуется целостностью, состоянием (определяющим его статические и динамические свойства), по-Нвлснием (характеризуется изменением его состояния в процессе взаимодействия с другими объектами посредством передачи сообщений), идентичностью (то есть отличиями от других объектов).

Ученик как субъект познавательной деятельности изучает объект, выделяя все существенные связи с другими объектами, т. е. рассматривает ее внутри определенной системы. Необходимость рассмотрения внутрен­них свойств переводит объект в категорию системы. Целью познания может выступать и сам человек, тогда субъект становится объектом. Набор характеристик, описывающий измеримые параметры объекта описывают, сю свойства. А действия, которые могут быть выполнены самим объектом или над ним будем называть методами.

Мы уже отмечали, что объектом называют предметы, явления или процессы, на которое обращено наше внимание с целью их изучения. Для чего I нам нужно познавать окружающий мир? Для лучшего к нему приспособления, т. е. мы не просто живем в этой окружающей действительности, но познавая, наиболее лучшим образом организуем свою жизнь. При этом речь идет не только о приспособлении к природе, но и к обществу, окружающим людям, техносфере. И каждый раз, прежде чем мы приступаем к решению какой либо задачи, мы должны ответить на вопрос, с какой целью, для чего мы должны решить ту или иную задачу?

Рассмотрим на примере. Пусть объектом изучения будет урок информатики. Мы должны ответить на вопрос: для чего нужны уроки информатики?

Здесь учащиеся должны высказать свое мнение по данному поводу. В современном мире владение компьютером, информационными технологиями

Является необходимым личностным качеством каждого гражданина общества. Какими путями или средствами мы можем достичь этой цели?

1. Освоив основные понятия, теорию курса.

2. Научившись работать на компьютере, освоив информационные и коммуникационные технологии.

3. Сумев использовать имеющиеся навыки в других сферах деятельности.

Фактически мы очертили круг необходимых вопросов, решение кото­рых позволит нам освоить наш предмет - информатику. Другими словами, мы построили необходимую модель знаний урока информатики: теоретические знания, практические навыки, использование знаний в других областях. Успешное освоение какой-либо части данной модели не приведет к положительному результату поставленной задачи. Поэтому, выделенные достаточны и необходимы для нашего объекта изучения.

явилось новое для вас понятие «модель». Но сначала мы должны освоить понятие система. В энциклопедическом словаре приведено следующее определение понятия система: «Система (от греч. - целое, составленное из частей; соединение - множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, образующих определенную целостность, единство». Рассмотрим характерные для системы свойства для того, чтобы иметь воз­можность выявления обладает некоторый объект данной совокупностью свойств или нет. Подобный анализ позволит выделить из рассматриваемой совокупности объектов те, которые могут быть причислены к системам.

Существует пять свойств, которыми должен обладать объект, чтобы его можно было считать системой:

• Целостность. Система есть целостная совокупность элементов, взаимодействующих друг с другом. Следует иметь в виду, что эле­менты существуют лишь в системе. Вне системы это лишь объекты, обладающие потенциальной способностью образования системы. Элементы системы могут быть разнокачественными, но одновре­менно совместимыми.

• Связность. Между элементами системы имеются существенные связи, которые с закономерной необходимостью определяют интегративные качества этой системы. Связи могут быть вещественные, информационные, прямые, обратные и т. д. Связи между элемента­ми внутри системы должны быть более мощными, чем связи от­дельных элементов с внешней средой, в противном случае система не сможет существовать.

• Структурность. Наличие системообразующих факторов у элемен­тов системы лишь предполагает возможность ее создания. Для по­явления системы необходимо сформировать упорядоченные связи, т. е. определенную структуру, организацию системы.

• Интегративность. Наличие у системы интегративных качеств, т. е. качеств, присущих системе в целом, но не свойственных, ни одному из ее элементов в отдельности.

• Функциональность. Система имеет целевую, функциональную на­правленность, что предполагает существование определенной цели.

Рассмотрим это на примере компьютера. Компьютер состоит из различ­ных функциональных частей, каждый из которых выполняет определенную роль, но отдельно друг от друга данные элементы функционировать не могут. Они связаны между собой и имеют жесткую, хотя и открытую структу­ру. Каждому элементу присущи определенные свойства, но только в комплексе они становятся тем, что принято называть компьютером. Данная со­вокупность элементов в системе выполняют определенную функцию, т. е. являются устройством хранения и обработки информации. Отсюда вытекает, что рассматриваемый нами объект (компьютер) является системой.

На данном примере мы провели системный анализ, в основе которого лежит рассмотрение объектов как систем, что позволяет исследовать труд­но наблюдаемые свойства и отношения в объектах. Системный анализ означает, что каждая система является интегрированным целым даже тогда, когда она состоит из отдельных, разобщенных подсистем. Системный подход позволяет увидеть изучаемый объект как комплекс взаимосвязанных подсистем, объединенных общей целью, раскрыть его интегративные свойства, внутренние и внешние связи.

Системный анализ не существует в виде строгой методологической кон­цепции. Это своего рода совокупность познавательных принципов, соблюдение которых позволяет определенным образом сориентировать конкретные исследования. Сущность системного подхода отчетливо проявляется при сравнении с классическим индуктивным подходом к формированию систем. Классический подход означает переход от частного к общему (индукция).

Формирование системы при классическом подходе к этому процессу происходит путем слияния ее компонентов, разрабатываемых отдельно.

На первом этапе определяются цели функционирования отдельных подсистем, затем на втором этапе анализируется информация, необходи­мая для формирования отдельных подсистем. И, наконец, на третьем этапе формируются подсистемы, которые в совокупности образуют работоспо­собную систему.

В отличие от классического системный подход предполагает последовательный переход от общего к частному, когда, в основе рассмотрения лежит конечная цель, ради которой создается система. Последовательность форми­рования системы при системном подходе также включает в себя системное дознание и преобразование мира, состоящие из нескольких этапов:

1. Рассмотрение объекта деятельности (теоретической и практической) как системы, т. е. как ограниченного множества взаимодействую­щих элементов.

2. Определение состава, структуры и организации элементов и частей системы, обнаружения главных связей между ними.

3. Выявление внешних связей системы, выделения из них главных.

4. Определение функции системы и ее роли среди других систем.

5. Обнаружение на этой основе закономерностей и тенденций разви­тия системы.

Существует несколько разновидностей системного анализа:

1. Комплексный (изучается только состав системы, нет отношений ме­жду элементами, элементами и целым);

2. Структурный (состав, отношения между элементами, нет отноше­ния элементов и целого);

3. Целостный (рассматриваются все отношения).

Конечным результатом проведенного системного анализа является модель рассматриваемого объекта. Модель – объект - заменитель, знак, символ, слово, реальный предмет, теоретическое (абстрактное) построение, состояние объекта, процесса, явления и т. д., представляющий собой какую-либо характеристику, свойство, признак или совокупность характеристики, признаков или свойств. Модель - это всегда упрощенное отражение объекта-оригинала. Для одного и того же объекта-оригинала можно положить множество моделей в зависимости от цели моделирования. Модель может быть физический материальный объект, система математических зависимостей, программа, имитирующая структуру или функционирование имитируемого объекта. Основное требование к модели - ее адекватность объекту-оригиналу относительно моделируемых характеристик.

I. Закрепление изученного материала

- Почему нам пришлось так много говорить об объекте? При описании окружающей действительности нам приходится разные предметы, процессы и явления обозначать одним словом, так как нас интересует не сам предмет, а результат нашего на него воздействия. В этом слу­чае удобно использовать понятие «объект», который характеризует как предмет, так и действие, если на него направлено наше внимание. Раньше использовали слово «нечто».

— Другим очень важным понятием является «система». Попробуйте ее охарактеризовать. Системой называют взаимосвязанную совокуп­ность элементов, обладающих целостностью и целевой установкой. Отдельный элемент системы не обладает теми свойствами, какими обладает сама система. В этой связи хорошим примером для понима­ния и является компьютер как система.

- И опишите следующее важное понятие «модель». Модель рас­сматривается как упрощенное подобие объекта-оригинала. В зави­симости от поставленной задачи могут быть разработаны раз­личные модели одного и того же объекта-оригинала.

- Почему так подробно приходится работать с понятиями? Умение грамотно работать с понятиями является элементом информаци­онной культуры человека. Когда мы начинаем говорить о каких-либо серьезных вещах, в данном случае мы изучаем основы инфор­матики, необходимо договориться что мы будем понимать под часто используемыми понятиями. От уровня нашего соглашения, то есть уровня восприятия каждого из нас, будет зависеть ре­зультат совместной коммуникации.

IV. Подведение итогов урока

- То, на что обращено внимание человека, с целью ее изучения, назы­вается объектом.

- Для решения любой задачи необходимо построение модели задан­ного объекта.

- Для создания модели нужно воспользоваться системным анализом.

- В процессе выполнения системного анализа выделяются необходи­мые элементы системы и связи между ними, наиболее подходящие для решения поставленной задачи.

Домашнее задание

Построить модель своего класса.

Урок 12. Основные этапы моделирования

Цели: освоить виды моделей, этапы моделирования; уметь строить ин­формационные модели различных объектов.

Ход урока

I. Организационный момент

II. Актуализация знаний

- Что мы называем объектом? Любые предметы, процессы, явления и отношения, рассматриваемые с целью их изучения, называют объек­том. При описании объекта сохраняется его целостность, внутреннее строение и/или структуру не описывают. Всегда рассматриваются свойства объекта, изменение свойств объекта в процессе взаимодей­ствия с другими объектами, отличительные свойства объекта.

- Для чего нужна модель рассматриваемого объекта? Объект мо­жет быть сложным по своим свойствам, поведению и т.д. Для ре­шения конкретной задачи нет необходимости рассматривать пол­ностью весь объект в его целостности. Поэтому всегда разраба­тывается модель данного объекта с выделением основных его характеристик в зависимости от целей моделирования.

- Когда объект рассматривается как система? (Объект должен обладать совокупностью взаимодействующих элементов, образующих некото­рую целостность, упорядоченную структуру, обладающую интегральным свойством и имеющую функциональную направленность.)

- Перечислите основные моменты системного анализа. (Выделение элементов системы, определение главных связей, выявление внеш­них связей и степень их влияния на функционирование системы, определение функции системы, выявление закономерностей развития системы.)

Урок 12. Основные этапы моделирования

III. Теоретический материал урока

Урок необходимо начать с обсуждения домашнего задания. В процессе выполнения домашнего задания ученики должны были прийти к мысли, НО, исходя из имеющихся у них знаний, они не в состоянии самостоятельно, но построить модель класса.

Для решения задачи необходимо построение модели того объекта, от­носительно которого и рассматривается проблема, т. е. различные задачи Предполагают построение различных моделей одного и того же объекта. соответственно могут различаться и виды моделей. Процесс построения моделей для решения поставленной задачи, т. е. выделение основных эле­ментов рассматриваемого объекта и связей между ними называется моде­лированием. Рассмотрим процесс моделирования, а для этого нам необхо­димо определиться, с какими видами моделей нам придется сталкиваться в курсе школьной информатики.

В процессе моделирования должны присутствовать как минимум три «участника»: моделирующий субъект (человек), моделируемый объект (объект-оригинал) и объект-заменитель - собственно модель. Создание модели с целью познания - это итерационный процесс, при котором мо­дель сравнивается с оригиналом и уточняется, что происходит в условиях постоянного изменения объекта-оригинала. В информатике используется два метода моделирования - информационное моделирование и математи­ческое моделирование, но видов моделей будет больше.

Для классификации возьмем в качестве основания способы представления:

МОДЕЛЬ

физическая (натурная)

абстрактная (знаковая)

Информационные модели

Математические

Компьютерные

Описательные

Физическая модель отображает внешние, наглядные свойства объекта в реальном, материальном объекте-копии. Абстрактные модели отобра­жают сущностные свойства объекта и используют для описания какие-либо знаковые системы. Абстрактная модель - это описание объекта с ис­пользованием естественного или искусственного языка, графики, чертежа, схемы, графа, таблицы, формулы и т. д.

Модель информационная - набор величин, характеризующих какой-либо объект в соответствии с целью моделирования; в информационной модели отражены информационные аспекты моделируемого объекта: структура, элементный состав, отношения между элементами и пр. Ин­формационная модель не имеет внешнего сходства с оригиналом, по­скольку представлена в виде знаков, символов, слов, теоретических (абстрактных) построений, теорий, учений, таблиц, алгоритмов, описаний и т. д.

Способ представления информационной модели зависит от цели модели­рования. Одним из наиболее распространенных видов информационной модели являются формулы (см. модель математическая), таблицы, графи­ки, диаграммы, символические описания и т. д.

Модель математическая - модель объекта-оригинала, в которой отра­жены информационные аспекты моделируемого объекта (теории, учения, функции, зависимости) в виде формализованных знаковых конструкций -формул. Любая формула, отражающая какую-либо закономерность - это ма­тематическая модель. Математическая модель в отличие от информационной отражает совокупность количественных характеристик некоторого объекта (процессов) и связей между ними, представленных на языке математики.

Модель компьютерная - компьютерная программа, обеспечивающая имитацию характеристик или поведения моделируемого объекта; резуль­тат исполнения компьютерной программы, в которую заложена возмож­ность изменения параметров моделируемого объекта.

Модель описательная - свободное изложение о предметах, явлениях и процессах на естественном или искусственном языках.

Этапы моделирования:

1. Выявление проблемы.

2. Постановка задачи.

3. Изучение объекта..

4. Создание модели.

5. Проверка соответствия модели поставленной задаче.

6. Решение задачи с использованием модели.

7. Анализ полученных результатов.

Построим модель класса исходя из полученных знаний.

1. Необходимо выделить ту проблемную область, которую будем рас­сматривать. Возьмем успеваемость класса.

2. Ставим задачу: Проследить динамику успеваемости класса за 1 и 2 четверть.

3. Изучаем объект. Класс состоит из учащихся, которые идентифици­руются по фамилии и именам. Оценки необходимо знать по итогам четверти и по каждому предмету.

4. Строим модель. Возьмем для примера трех человек и три предмета. Нагляднее всего будет использование таблицы.

ФИО

Русский язык

Математика

Физика

...

I

II

I

II

I

II

I

II

1

Иванов Иван Иванович

4

4

4

3

3

4

2

Петров Сергей Михайлович

5 '

4

4

4

5

3

3

Сидоров Петр Петрович

4

4

4

•4

4

4

-



Скачать документ

Похожие документы:

  1. 8 класс учебный модуль предмет и задачи школьного курса информатики основное содержание модуля

    Урок
    8 класс. Учебный модуль ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИШКОЛЬНОГОКУРСАИНФОРМАТИКИ Основное содержание модуля История становления информатики и пути ее развития ...
  2. 9 класс Учебный модуль АВТОМАТИЗАЦИЯ РЕШЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ЗАДАЧ Основное содержание

    Урок
    ... разработки по базовому курсуинформатики..47 8 класс....................................................................................................51 Учебный модуль «Предмет и задачишкольногокурсаинформатики». 51 Учебный ...
  3. 9 класс Учебный модуль АВТОМАТИЗАЦИЯ РЕШЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ЗАДАЧ Основное содержание

    Урок
    ... разработки по базовому курсуинформатики..47 8 класс....................................................................................................51 Учебный модуль «Предмет и задачишкольногокурсаинформатики». 51 Учебный ...
  4. Моу «наголенская средняя преподавание основ алгоритмизации и программирования в школьном курсе информатики и икт

    архив
    ... основ алгоритмизации и программирования в школьномкурсе «Информатики и ИКТ». В некоторых случаях ... наиболее эффективную программу. Задача создания универсального языка ... физикой, математикой и другими предметами. Информатика – не исключение. Хорошо ...
  5. ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ВУЗЕ (2)

    Научно-методический журнал
    ... предметовшкольной подготовки, делающих школу современной и приближающих ее к запросам общества. В широком понимании, задачашкольногокурсаинформатики ... не только в преподавании курсаинформатики, но и других предметов базисного учебного плана, ...

Другие похожие документы..