Поняття моделі. Типи моделей. Моделювання як метод дослідження об'єктів



Скачати 427.51 Kb.
Дата конвертації18.03.2016
Розмір427.51 Kb.
КОМП'ЮТЕРНЕ МОДЕЛЮВАННЯ. ОСНОВИ АЛГОРИТМІЗАЦІЇ (5 ГОД)

УРОК №1

Тема: Поняття моделі. Типи моделей. Моделювання як метод дослідження об'єктів.

Мета:

навчальна: ознайомити учнів з поняттями моделі, моделювання, інформаційної моделі, комп'ютерного моделювання; сформувати уявлення про різновиди моделей та їх відображення, класифікацію моделей, моделювання як метод пізнання; формувати вміння будувати інформаційну модель задачі (об'єкта).

розвиваюча: розвивати уважність, працелюбність; навички самостійної роботи;

виховна: виховувати інтерес до предмету засобами практичного втілення прийомів роботи із сучасними технологіями.

Методична мета: розвиток пізнавальної активності учнів шляхом впровадження інноваційних методів навчання.

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Обладнання та наочність: дошка, комп'ютер, мультимедійний проектор, презентація до уроку, глобус, глобус місячної поверхні модель серця людини, модель молекули води.

Базові поняття й терміни: модель, моделювання, проект, проектування.

ХІД УРОКУ


  1. Організаційна частина.

Організація роботи групи: привітання, перевірка присутніх.

  1. Оголошення теми та мети уроку, очікуваних результатів та плану уроку.

Очікувані результати:
Учні:

  • Отримають уявлення про поняття моделі, моделювання, інформаційної моделі, комп'ютерного моделювання;

  • Дізнаються про сфери їх застосування;

  • Навчаться розрізняти типи моделей.

План уроку:

  1. Моделі, проекти. Процеси моделювання та проектування

  2. Причини моделювання.

  3. Типи моделей.

  1. Мотивація навчальної діяльності учнів.

Учитель демонструє учням глобус, глобус місячної поверхні модель серця людини, модель молекули води.


Учитель: Як ви вважаєте, для чого створюються моделі?

Очікувана відповідь: Якщо не можна дослідити сам об’єкт.

Учитель: Так, вірно. Для вивчення властивостей об’єктів або явищ та їхніх взаємозв’язків люди проводять різноманітні дослідження. Але не завжди можна або доцільно досліджувати самі предмети, процеси або явища безпосередньо. В таких випадках досліджуються не самі об’єкти, а їхні моделі.

Наведіть приклади таких моделей, окрім тих, що вам були продемонстровані.



Очікувані відповіді: андронний колайдер, модель цунамі, моделі геометричних тіл, моделі мікрорайонів і т.д.
IV. Вивчення нового матеріалу.


  1. Моделі, проекти. Процеси моделювання та проектування

Учитель: Людина у будь-якій діяльності постійно користується моделями. Діти грають іграшками − зменшеними копіями реальних об'єктів. Для гри використовують не тільки готові моделі, а й створені власними руками з пластиліну, деталей конструктора. У школі діти ознайомлюються з іншими моделями: аплікація, рисунок, креслення, глобус, моделі фізичних пристроїв тощо. У подальшому житті люди також використовують моделі − макет (проект) будинку, автомобіля, моделювання фізичних, хімічних явищ та процесів.

Спробуємо дати означення поняттю «модель».

Закінчіть речення: «Модель − ...»

Учні записують власні думки, читають та аналізують отримані вислови.

Учитель: Модель (від лат. modulus − міра, зразок, норма) – спрощене подання реального об'єкта чи процесу, це прообраз, опис або зображення якогось об'єкта.

Моделлю може бути будь-який об'єкт, явище або мисленнєвий образ, за допомогою яких вивчають більш складні об'єкти.

Моделі використовують тоді, коли безпосередньо дослідити відповідні об'єкти-оригінали складно або й неможливо. В іншому випадку моделі використовують для дослідження ще й неіснуючих об'єктів.

Учитель: Що ж таке моделювання?

Учні: Процес створення моделі.

Учитель: Зрозуміло, що створення моделі це ще не закінчення даного дослідження. Остаточна стадія – це створення проекту.

Проект − сукупність документів, обчислень, креслень, макетів, моделей тощо, необхідних для зведення споруд, виготовлення машин, приладів і т.д.

Відповідно проектування − процес створення проекту, прототипу.

У техніці – розробляння проектної, конструкторської та іншої документації.
Рефлексія:


  1. Для чого створюються моделі?

  2. Чим модель може відрізнятися від реального об’єкту?

  3. Назвіть відмінність процесів моделювання та проектування.



  1. Причини моделювання.


Учитель: Давайте з вами разом з’ясуємо, в яких випадках створюються моделі. (учням на слайдах виводяться підказки).

  1. Об’єкт недоступний або важкодоступний. (Велика Ведмедиця, кільця Сатурна, чорна діра, модель атома).





  1. Дослідження об’єкту може призвести до його руйнування. (навантаження будинку під час землетрусу, міцність мостів).





  1. Виготовлення об’єкту потребує значних коштів. (забудова нового мікрорайону).





  1. Об’єкти мають багато властивостей і деякі з них не є суттєвими для даного дослідження. (колір і матеріал, з якого виготовлений будинок).



Учитель: Отже, модель об’єкта – це новий об’єкт, який має властивості даного об’єкта, суттєві для даного дослідження.


  1. Типи моделей.


Учитель: Спробуємо провести класифікацію моделей: іграшка, макет будинку, правила для учнів, твір на тему «Якби я був президентом», запис структури молекули води, відповідь на запитання: «Чи є життя у Всесвіті?».

Наведена класифікація моделей − це одна з найпростіших класифікацій за способом створення. Можливі й інші класифікації моделей, наприклад за предметною ознакою: фізичні, хімічні, моделі будівельних конструкцій, різних механізмів тощо. В інформатиці моделі розподіляють за різними ознаками:



Вправа: Визнач тип моделі.

Карта України, рівняння хімічної реакції, опудало тварини, глобус, розповідь про береги Снові, план евакуації з училища, графік функції y=x2, нотний запис гімну України, розклад уроків всіх груп училища, квадратичне рівняння, малюнок на вільну тему, многочлен, модель вітряка.


Учитель: Отже можна дійти висновку, що матеріальна модель об’єкта – це модель об’єкта, подана у вигляді його предметної копії.

Інформаційна модель об’єкта – це модель об’єкта, подана у вигляді його опису.

Під час вивчення інформатики нас цікавитимуть інформаційні моделі, тобто такі, що стосуються інформаційних процесів. До якої із зазначених вище множин можуть належати ці моделі? По-перше, інформаційні моделі мають бути абстрактними, оскільки, як відомо, інформація − це нематеріальна категорія. По-друге, інформаційні моделі мають бути знаковими, тому що повідомлення зображують у вигляді знаків. Знакові моделі прийнято поділяти на математичні й інформаційні.



Математична модель − це модель, що описує об'єкт, явище чи процес мовою математики та логіки.

Комп'ютерна модель − це модель (математична чи інформаційна), реалізована за допомогою програмних засобів.

При створенні математичної моделі задачі необхідно:



  • виділити припущення, на яких буде заснована математична
    модель;

  • визначити, що вважати них іди йми даними, а що − результатами;

  • записати математичні співвідношення (формули, рівняння,
    нерівності і т. д.), які зв'язують результати з вихідними даними.




Комп'ютерне моделювання

Моделювання на комп'ютері має набагато більше можливостей, ніж просто моделювання за допомогою реальних предметів або матеріалів.


Етапи побудови комп'ютерної моделі

Учитель: Спробуємо уявити, з яких етапів складає створення комп'ютерної моделі. Взагалі, моделювання – це творчий процес, і розділити його на будь-які етапи і кроки дуже складно. Багато моделей і теорій народжуються внаслідок досвіду й інтуїції вченого або фахівця. Однак розв'язання більшості конкретних задач все ж таки можна уявити поетапно.

Процес створення комп'ютерної моделі можна уявити як шлях від постановки задачі, тобто від інформаційної моделі, і до втілення на комп'ютері. Реалізація моделі на комп'ютері відбувається за допомогою програм.





Учитель: Переходимо до наступної групи моделей.


Учитель: Наведіть даних приклади моделей.

Учні: тренажер для навчання водіїв, прилад, що імітує розряд блискавки, ділові ігри.

Учитель: Переходимо до останньої групи моделей.


  1. Закріплення нового матеріалу.



Об'єкт, явище чи процес

Матеріальна модель (зменшена копія)

Інформаційна модель (опис)

Комп'ютерна модель (програмна реалізація)

Будинок

Великі затрати, не інформаційна, складно вносити зміни







Ракета

Великі затрати, не інформаційна, складно вносити зміни







Графік функції

Для кожної функції створюється власний графік







Дія землетрусу

Практично неможливо реалізувати







Траєкторія руху планети

Примітивна








VI. Узагальнення навчального матеріалу.



Бесіда з елементами опитування

  1. Що таке модель? Наведіть приклади моделей.

  2. Що розуміють під знаковою моделлю?

  3. Що таке математична та інформаційна модель? У чому різниця між ними?

  4. Що таке комп'ютерна модель? Які унікальні можливості дає комп'ютерне моделювання?

  5. Назвіть основні етапи створення комп'ютерної моделі.

  6. Що таке комп'ютерні експерименти?

  7. На які типи умовно можна поділити моделі?

  8. Назвіть недоліки комп'ютерних моделей.


VІІ. Підбиття підсумків уроку.
Учитель: Що ми очікували від нашого сьогоднішнього уроку?

Очікувані результати:
Учні:

  • Отримають уявлення про поняття моделі, моделювання, інформаційної моделі, комп'ютерного моделювання;

  • Дізнаються про сфери їх застосування;

  • Навчаться розрізняти типи моделей.


Учитель: Чи справдились наші очікування?

Учні: Так.

Учитель оцінює роботу учнів на уроці.


VІІІ. Домашнє завдання.

  1. Опрацювати конспект уроку та відповідний параграф підручника.

  2. Створити засобами МS Office модель: паралелепіпед, стіл, квітку.

УРОК №2

Тема уроку: Алгоритми. Властивості алгоритмів. Виконавці алгоритмів. Метод покрокової деталізації.

Мета уроку:

навчальна:ознайомити учнів з поняттям алгоритму, виконавця алгоритму; властивостями алгоритмів; допустимими значеннями алгоритму; дати поняття про сутність методу покрокової деталізації та послідовного уточнення алгоритму;

розвиваюча: розвивати логічне мислення, охайність, уважність, зосередженість,творчу уяву, зорово-моторну координацію та образне мислення; навички самостійності та самоаналізу під час роботи над тестом;

виховна: виховувати уважність, взаємоповагу, дисциплінованість під час роботи за ПК.

Методична мета: розвиток пізнавальної активності учнів шляхом впровадження інноваційних методів навчання.

Тип уроку: комбінований (теоретично-практичний).

Обладнання та наочність: дошка, комп'ютер, мультимедійний проектор, презентація до уроку, тести.

Базові поняття й терміни: алгоритм, виконавець алгоритму, допустимі команди виконавця алгоритму, метод покрокової деталізації.

Хід уроку

І. Організаційна частина.

ІІ. Актуалізація опорних знань учнів.

  1. Тести

Варіант №1

1.Проект – це..

а) сукупність моделей.

б) сукупність документів.

в) сукупність документів і бланків.



2.Абстрактні моделі діляться на:

а) усні і вербальні.

б) усні і знакові.

в) знакові і вербітивні.



3.Постановка задачі, створення моделі, комп’ютерний експеримент –це:

а)комп’ютерна модель.

б) інформаційна модель.

в)компютерно-математична модель.



4.Що передує –модель чи проект?

а)модель.

б) проект.

в) проект=модель.



Варіант №2

1.Модель –це

а)дівчина з 90-60-90.

б)зменшена копія об’єкта.

в) немає правильної відповіді.



2.Матеріальні моделі діляться на:

а)фізичні.

б)інформаційні.

в) не діляться.



3.Опис об’єкта, мотивація, попередній аналіз – це:

а)постановка задачі в КМ.

б) створення моделі в КМ.

в) комп’ютерна модель (КМ).



4.Телефон N-97, червоний, з камерою 2 Мп, WI-FI» це:

а) інформаційна модель.

б) матеріальна модель.

в) вербальна модель.


Варіант №3

1.Проектування –це:

а) процес створення моделі.

б) процес створення прототипу.

в)відповідь відсутня.



2. Викресліть зайве:

а)глобус.

б)формула.

в) закон руху.



3.Математична модель – це модель, що описує (…) мовою математики

а) проект.

б) об’єкт чи явище.

в)формули.



4.Газета «ПРАВДА» –це :

а)інформаційна модель.

б)матеріальна модель.

в)обидві відповіді правильні.


2. Перевірка домашнього завдання.

Учні демонструють моделі на комп’ютерах, вчитель з консультантами перевіряють та виставляють оцінки.




ІІІ. Повідомлення теми, мети, плану та очікуваних результатів уроку.

Для того, щоб зацікавити новою темою, пропоную учням розгадати ребус.









ІV. Мотивація навчальної діяльності учнів.

Учитель: Розв’язування будь-яких задач зводиться до виконання певних дій, команд згідно з деякою схемою. В інформатиці таку послідовність команд називають алгоритмом. Які бувають алгоритми? Як їх записують? У чому відмінність математичних алгоритмів від інформаційних? На ці та інші запитання ми спробуємо дати відповіді на уроці.


  1. Вивчення та осмислення нового матеріалу.

    1. Алгоритм, властивості алгоритмів.
      На екран проектується портрет Мухаммеда ібн Муси Хорезмі. Учень виступає з повідомленням про історію виникнення поняття алгоритму.xorezmi

Учень: Слово «алгоритм» походить від імені вченого середньовічного Сходу Мухаммеда ібн Муси Хорезмі (783- 850), який у своїх наукових працях з математики, астрономії та географії описав і використовував індійську позиційну систему числення, а також в загальному вигляді сформулював правила виконання чотирьох основних арифметичних дій: додавання, віднімання, множення і ділення. Європейські вчені ознайомились з його працями завдяки їх перекладу на латину. При перекладі ім’я вченого було подано як Algorithmus. Звідси і пішло слово «алгоритм».

Учитель: Алгоритм – це деякий скінчений впорядкований набір дій, послідовне виконання яких через скінчену кількість кроків приводить до розв'язування задачі.

Слово «задача» розуміємо не буквально. Це може бути будь-яка ситуація із життя.


Наприклад:

Алгоритм організації та проведення Новорічного свята.

Алгоритм

  1. Створити оргкомітет.

  2. Розробити сценарій свята.

  3. Запросити гостей.

  4. Придбати подарунки.

  5. Оформити залу.

  6. Провести репетицію.

  7. Провести свято.

Учитель: Давайте розглянемо властивості алгоритмів.

Дискретність алгоритму означає, що його виконання зводиться до виконання окремих дій у певній послідовності.

Визначеність алгоритму означає, що для заданого набору даних алгоритм однозначно визначає порядок дій виконавця та результат цих дій.

Виконуваність алгоритму означає, що алгоритм містить тільки команди, які входять до системи команд цього виконавця.

Результативність алгоритму означає, що після закінчення його роботи обов’язково одержуються результати, які відповідають поставленій меті.

Скінченність алгоритму означає, що його виконання закінчиться за скінчену кількість кроків.

Масовість алгоритму означає, що алгоритм може бути застосованим до цілого класу однотипних задач.

    1. Виконавці алгоритмів.

На екран проектується слайд з різними виконавцями алгоритмів, учням пропонується, виходячи з побаченого, дати відповідь на питання: «Що ми розуміємо під поняттям «виконавець алгоритму»?


Очікувана відповідь: Під виконавцем алгоритму ми розуміємо будь-яку істоту(живу чи неживу), яка спроможна виконати алгоритм.
Наприклад:

  • риття ями – людина чи екскаватор;

  • покупка продуктів – один із членів родини і т.д.



    1. Допустимі команди виконавця

Учитель: Допустимі команди виконавцяце команди,які може виконати виконавець алгоритму.

Відповідно, недопустимі команди…



Очікувана відповідь: Команди, які виконавець алгоритму виконати не може.

Учитель: Наведіть приклади допустимих та недопустимих команд для наступних виконавців:

  • Людина;

  • Робот на виробництві;

  • Пристрій дистанційного керування телевізором .



    1. Метод покрокової деталізації алгоритмів.

Учитель: Якщо виконавець не знає, як виконати поставлене завдання, необхідно розкласти завдання на такі підзадачі, які є легкими для виконання, тобто входять до системи команд виконавця.

Учитель: Головний алгоритм – алгоритм, виконання якого веде до досягнення основної мети.

Допоміжний алгоритм – алгоритм, призначений для досягнення проміжної мети.

Учитель: Давайте повернемось до алгоритму проведення Новорічного свята. Який це алгоритм?

Очікувана відповідь: Головний.
Учитель: Наведіть приклад допоміжного алгоритму.

Учень: Першу команду алгоритму можна розкласти на підзадачі:

  1. Обрати членів оргкомітету.

  2. Розподілити обов’язки.

  3. Провести засідання оргкомітету.

  4. Призначити наступні засідання.


Учитель: Придумайте задачі, які були б непосильними для обраних виконавців, не дивлячись на метод покрокової деталізації.

  • Дошколярик.

  • Компютер.

  • Підводний човен.

  • Учень вашої групи.

  • Телефон.

  • Вчитель іфнорматики.

  1. Закріплення вивченого матеріалу. Розвязування задач.

Задача.

Обчислити площу трикутника, якщо відомі довжини трьох його сторін.



Аналіз задачі:

Довжини сторін:a, b, c.

Додаткові величини: S, p.

Формули:



.
Алгоритм.

  1. Увести значення сторін a, b, c.

  2. Обчислити p.

  3. Обчислити p-a.

  4. Обчислити p-b.

  5. Обчислити p-c.

  6. Обчислити S.

  7. Вивести S.

VІ. Підсумки уроку.

Учитель: Давайте згадаємо очікувані результати уроку і перевіримо, чи справдилися вони.

VІІ. Домашнє завдання.

  1. Конспект.

  2. Задача: Використавши метод покрокової деталізації, скласти алгоритм за наступною умовою: двом солдатам потрібно переправитися з одного берега річки на інший. Вони побачили двох хлопчиків на маленькому човні. У ньому можуть переправлятися або один солддат, або один чи двоє хлопчиків. Човен повинен залишитись у хлопчиків.


УРОК №3

Тема: Форми подання алгоритмів. Базові алгоритмічні структури.

Мета уроку:

навчальна: ознайомити учнів з формами подання алгоритмів та базовими структурами алгоритмів, розглянути їх графічні схеми, формувати навички використання графічних схем при розв’язуванні задач.

розвиваюча: розвивати логічне мислення учнів, охайність, уважність, зосередженість, образне мислення; навички самостійності;

виховна: виховувати уважність, взаємоповагу, дисциплінованість, працьовитість та цікавість до предмета.

Методична мета: розвиток пізнавальної активності учнів шляхом впровадження інноваційних методів навчання.

Типу року: засвоєння нових знань, формування вмінь.

Обладнання та наочність: дошка, комп'ютер, мультимедійний проектор, презентація до уроку, вправа «Алгоритми в житті людини», вправа «З чим я йду?».

Базові поняття й терміни: словесна, таблиця, формула, схема, блок-схема, навчальна алгоритмічна мова, мова програмування, базові структури алгоритмів, слідування, розгалуження, повторення.
ХІД УРОКУ

І. Організаційна частина.

Організація роботи групи: привітання, перевірка присутніх.



ІІ. Актуалізація опорних знань учнів.



  1. Вправа «Алгоритми в житті людини».

Учні в робочих зошитах працюють над вправою.

  1. Перевірка виконання домашнього завдання. Учень з місця розповідає розв’язок домашньої задачі.

Учитель наголошує на тому, що в кінці уроку збирає робочі зошити і ставить оцінки за вправу та домашнє завдання.
ІІІ. Повідомлення теми, мети, плану та очікуваних результатів уроку.

Очікувані результати:
Учні:

  • Отримають уявлення про форми подання алгоритмів та базові алгоритмічні структури;

  • Детальніше ознайомляться з графічною формою подання алгоритмів;

  • Навчаться складати прості блок-схеми алгоритмів.

План уроку:

  1. Форми подання алгоритмів.

  2. Базові алгоритмічні структури.


ІV. Мотивація навчальної діяльності учнів.

Учитель: Згадаємо математику. У ній розв’язування будь-якої задачі зводиться до виконання арифметичних дій, обчислення значень виразів, розв’язування рівнянь, нерівностей, дослідження функцій тощо. Для опису алгоритмів розв’язування задач в інформатиці також використовують певну сукупність команд, указівок. На відміну від інших наук, у програмуванні проведено чіткий поділ усіх команд на групи. На цьому уроці ми розглянемо базові команди програмування, за допомогою яких можна записати алгоритм розв’язання будь-якої задачі.
V. Вивчення нової теми.

1. Форми подання алгоритмів.

Учитель: Тепер залишається з'ясувати, яким чином можна подати алгоритм виконавцю. Існує кілька методів запису алгоритмів, вибір яких залежить від виконавця та того, хто його задає.

Першій спосіб - це словесний опис алгоритму. Сьогодні на уроці ми вже зустрічалися з цим способом при перевірці домашнього завдання.

Словесна форма подання алгоритму – запис у вигляді послідовності команд, кожна з яких має свій порядковий номер і записана мовою людського спілкування.

Другий спосіб – це подача алгоритму у вигляді таблиць, формул, схем, малюнків тощо.




Третій спосіб – графічний: запис алгоритмів за допомогою блок-схеми. Цей метод був запропонований в інформатиці для наочності представлення алгоритму за допомогою набору спеціальних блоків.


Назва

Зображення

Що означає

Термінатор





Початок або кінець алгоритму

Процес





Виконання однієї або кількох команд

Дані





Введення даних або виведення результатів

Рішення





Прийняття рішення в залежності від перевірки умови, вказаної всередині елемента

З’єднувальні стрілки





Всі блоки з’єднуються стрілками

Четвертий спосіб − навчальні алгоритмічні мови (псевдокоди).

Ці мови мають жорстко визначений синтаксис і вже максимально наближені до машинної мови (мови програмування). Але створені вони з навчальною метою, тому мають зрозумілий для людей вигляд.

П'ятий спосіб максимально наближений до комп'ютера - це мови програмування.

Справа в тому, що найчастіше в практиці виконавцем створеного людиною алгоритму являється машина і тому він повинен бути написаний мовою, зрозумілою для комп'ютера, тобто мовою програмування.

Учитель: Складіть блок-схему домашньої задачі.


Учитель: Чи є помилка на дошці?

Учні: Всі блоки блок-схеми повинні з’єднуватися стрілками.


  1. Базові алгоритмічні структури.

Сьогодні на уроці ми розглянемо базові структури алгоритмів, а саме: слідування, розгалуження і повторення. З деякими ми вже знайомилися сьогодні на попередньому уроці.

Найпростіший алгоритм, яким ми будимо і надалі користуватися, лінійний.



Лінійний алгоритм(слідування) – це алгоритм, дії якого виконуються послідовно одна за одною.

Графічну схему лінійного алгоритму зображують наступним чином.



Наступним алгоритмом є алгоритм з базовою структурою розгалуження.
Розгалужений алгоритм – це алгоритм, в якому в залежності від умови виконується та чи інша послідовність дій.

Існують дві форми розгалуження алгоритму – повна і неповна.

Графічну схему розгалуженого алгоритму зображують наступним чином.

Остання базова алгоритмічна структура – це повторення або цикли.


Циклічний алгоритм – це алгоритм, певні дії якого виконуються
N-кількість раз.

Тіло циклу – дії алгоритму, які повторюються.

Параметр циклу – величина, від якої залежить кількість повторювання дій.
Циклічні алгоритму бувають двох видів – цикл «Доки» (цикл з передумовою) і цикл «До» (цикл з післяумовою).

В циклі «Доки» умова перевіряється перед входом до циклу.

В циклі «До» спочатку виконуються певні дії, а потім перевіряється умова, цикл буде виконуватися.

Графічну схему циклічного алгоритму зображують наступним чином.






  1. Закріплення нового матеріалу.





VІІ. Підсумки уроку.

  1. Вправа «З чим я йду?»

Зі слів та виразів наведених нижче обрати ті, які стосуються теми уроку та ті, які не стосуються.

Словесна форма, голосова форма, термінатор, робокоп, слідування, переслідування, розгалуження, розгортання, цикл з передумовою, цикл з надумовою, псевдокод, паралельний алгоритм.






  1. Учитель збирає робочі зошити і виставляє оцінки за урок.


VІІІ. Домашнє завдання.

  1. Конпект.

  2. Скласти блок-схему прислів’я: «Де розумом не дійду, то в книжці знайду».

  3. Виміряти розміри однієї з кімнат вашої оселі.


УРОК №4

Тема: Практична робота: «Побудова інформаційної моделі».

Мета:

навчальна: узагальнити та систематизувати теоретичні знання з теми: «Інформаційна модель»; формувати практичні навички створення та обробки інформаційних моделей засобами програми MS Word;

розвивальна: розвивати охайність при роботі на ПК, уважність, зосередженість, творчу уяву, образне мислення, навички самостійної роботи;

виховна: виховувати працелюбність, інтерес до предмета.

Методична мета: розвиток пізнавальної активності учнів шляхом впровадження інноваційних методів навчання.

Тип уроку: практична робота.

Обладнання: комп'ютери, зошити з практичних робіт, інструктивні картки до практичної роботи.
ХІД УРОКУ

І. Організаційна частина.

ІІ. Перевірка виконання домашнього завдання.

ІІІ. Інструктаж з безпеки життєдіяльності.

Інструктаж проводиться у вигляді «Шкідливих порад».



ІV. Виконання завдань практичної роботи.
ХІД РОБОТИ:


  1. Створіть інформаційну модель однієї з кімнат вашої оселі з метою обклеювання її шпалерами. Для цього попередньо визначте розміри потрібної кімнати.

  2. Подайте створену інформаційну модель кімнати в таких видах: словесному, графічному і структурованому (таблиця), кожний на окремій сторінці текстового документа, який збережіть на диску D:/ Група ___-1/ПІБ/Інформаційна модель.

  3. Створіть математичну модель визначення вартості необхідних шпалер для обклеювання кімнати. Знайдіть в Інтернеті відповідний тип шпалер та їх ціну. Дані про шпалери розмістіть в таблиці на окремій сторінці.




Назва дизайну шпалер




Стиль




Матеріал




Приміщення




Виробник




Країна




Розмір рулону




Фото







  1. Дайте відповіді на контрольні запитання.

  1. За якими ознаками класифікують моделі?

  2. З чого складається алгоритм?

  3. Що таке система команд виконавця?

  4. Як виконуються команди в лінійному алгоритмі?

  5. Перелічіть способи опису алгоритмів?

  6. В який випадках використовують базову структуру «розгалуження»?

  1. Підсумки уроку.

Практична частина роботи оцінюється дев’ятьма балами,
теоретична – трьома.

  1. Домашнє завдання.

  1. Повторити матеріал з теми.

  2. Скласти кросворд з ключовим словом «Алгоритм».


УРОК №5

Тема: Поняття програми як автоматизованої системи.

Мета:

навчальна: сформувати уявлення про програму як автоматизовану систему; розглянути складові програми; ввести поняття об'єкта, атрибутів, властивостей і методів об'єкта.

розвиваюча: розвивати уважність, працелюбність; навички самостійної роботи;

виховна: виховувати інтерес до предмету засобами практичного втілення прийомів роботи із сучасними технологіями.

Методична мета: розвиток пізнавальної активності учнів шляхом впровадження інноваційних методів навчання.

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Обладнання та наочність: дошка, комп'ютер, мультимедійний проектор, презентація до уроку, гра «Дешифрувальник», вправа «Інформатична пошта», вправа «Невідомий об’єкт».

Базові поняття й терміни: програма, об’єкт, атрибути, подія.

ХІД УРОКУ

І. Організаційна частина.

Організація роботи групи: привітання, перевірка присутніх.



ІІ. Актуалізація опорних знань учнів.

  1. Вправа «Інформатична пошта».

Учням роздаються конверти з написами «Модель», «Алгоритм», «Базові структури алгоритмів» та маленькі аркуші папери з словами та словосполученнями, які стосуються теми «Комп'ютерне моделювання. Основи алгоритмізації». Учні повинні покласти до конверту тільки ті аркуші, які відповідають назві на конверті.


  1. Кросворди вчитель оцінить, зібравши зошити в кінці уроку.




Модель

Алгоритм

Базові структури алгоритмів

  1. Проект

  2. Алгоритмічні

  3. Словесні

  4. Математичні

  5. Певний порядок дій

  6. Масовість

  7. Формальність

  8. Розгалуження

  9. Цикл з післяумовою

  10. Блок-схема

  11. Неповне розгалуження

  12. Термінатор

  13. Комп’ютерне моделювання

  14. Проектуючи документація

  15. Глобус

  16. Виконавець

  17. Слідування

  18. Ромб

  19. Допоміжний алгоритм

  20. Метод покрокової деталізації

  21. Лялька «Братц»

  22. Навчальна алгоритмічна мова

  23. Призма

  24. Скінченність


ІІІ. Повідомлення теми, мети, плану та очікуваних результатів уроку.

Для того, щоб налаштувати учнів на робочий лад, пропоную пограти в гру «Дешифрувальник».









  1. Мотивація навчальної діяльності учнів.

Обговорення повідомлення.

Учитель: Упродовж тривалого часу програми не вважалися товаром як у західних країнах, так і в Радянському Союзі. Згодом після 1976 року на заході почалося масове поширення персональних комп'ютерів. Виникла потреба розробити тисячі різноманітних програм, від службових до ігрових. Спочатку їх створювали ентузіасти, але незабаром для багатьох це стало професією. До комерційних програм пред'являються особливі вимоги: вони повинні бути привабливими, виразними й дружніми, інакше їх не купуватимуть. Програміст або повинен стати художником, мультиплікатором, письменником, сценаристом і композитором, або йому треба зібрати команду людей з відповідними вміннями.

Коли в другій половині 80-х років у СРСР сформувалися ринкові відносини, емісари західних фірм приїхали набирати програмістів, але їх спіткала несподівана проблема. Через те, що в СРСР ніколи не було комерційного програмування, у наших програмістів не було ні традицій, ні досвіду в оформленні програм. Вони могли оригінально й талановито написати ядро програми, що становить її суть, але старанно уникали займатися нудною й нетворчою роботою з оформлення. Проблеми з оформленням програм нарешті розв'язали в другій половині 90-х років, коли вся світова індустрія засобів розробки додатків рухалася в напрямку максимального спрощення процесу створення програм, перевівши; його на візуальний рівень. Тоді з'явилися так звані системи програмування. Вони займалися оформленням програм, і програмісти змогли зосередитися тільки на логіці роботи програм.

Сьогодні слово «програміст» — це назва цілої низки професій, така ж загальна, як, скажімо, «лікар». Власне складанням алгоритмів та записом їх мовою програмування займаються програмісти-кодувальники. Загальну архітектуру програм проектують програмісти-архітектори. Програмісти- тестувальники перевіряють створювані прототипи програм та окремих програмних модулів. Загалом програмістських професій існує кілька десятків.


  1. Вивчення нового матеріалу.

Повідомлення учнів про жінок-програмісток.



Учень1: Августа Ада Кінг, графиня Лавлейс (10 грудня 1815−27 листопада 1852) (при народжені Августа Ада Байрон − англійський математик, відома тим, що зробила опис ранньої версії обчислювального пристрою загального призначення Чарльза Беббіджа, обчислювальної машини. Склала першу у світі програму (для цієї машини). Ввела у вжиток терміни «цикл» і «робоча комірка». Вважається першим програмістом.

Ада була першою закононародженою дитиною англійського поета лорда Джорджа Гордона Байрона і його дружини віконтеси Вентворт — Анни Ізабелли Мілбенк. Анна Ізабелла Байрон в найкращі дні свого сімейного життя за своє захоплення математикою отримала від чоловіка прізвисько «Королева паралелограмів». Байрон всього один раз бачив свою дочку через місяць після народження. 21 квітня 1816 року Байрон офіційно розлучився і назавжди покинув Англію.

Дівчинка отримала своє перше ім'я Августа в честь зведеної сестри Байрона, з якою у нього, за чутками, був роман. Після розлучення її мати та батьки матері ніколи не називали її цим ім'ям, а називали Адою. Більше того, із сімейної бібліотеки були вилучені всі книжки її батька.

Мати новонародженої віддала дитину батькам і вирушила в оздоровчий круїз. Повернулася вона вже тоді, коли дитину можна було починати виховувати. В різних біографіях висловлюються різні твердження відносно того, чи жила Ада із своєю матір'ю: дехто стверджує, що її мати займала перше місце в її житті, навіть в шлюбі; за іншими джерелами, вона ніколи не знала своїх батьків.

Місіс Байрон запросила для Ади свого колишнього вчителя — шотландського математика Огастеса де Моргана. Він був одружений зі знаменитою Мері Сомервілль, яка переклала свого часу з французької «Трактат про небесну механіку» математика і астронома П'єра-Симона Лапласа. Саме Мері стала для своєї вихованки прикладом для наслідування.

Коли Аді виповнилося сімнадцять років, вона змогла виїжджати у світ і була представлена ​​королю і королеві. Ім'я Чарльза Беббіджа юна міс Байрон вперше почула за обіднім столом від Мері Сомервілль. Через кілька тижнів, 5 червня 1833 року, вони вперше побачились. Чарльз Беббідж у час їхнього знайомства був професором на кафедрі математики Кембриджського університету — як сер Ісаак Ньютон за півтора століття до нього. Пізніше вона познайомилася і з іншими видатними особистостями тієї епохи: Майклом Фарадеєм, Девідом Брюстером, Чарльзом Вітстоном, Чарльзом Діккенсом та іншими.

8 липня 1835 Ада одружилася з Вільямом Кінгом, 1-им пером Лавлейсом, і стала баронесою Кінг. У них було троє дітей: син Байрон народився 12 травня 1836 року, донька Енн Ізабелла, яку називали Аннабелла, народилася 22 вересня 1837 року, син Ральф — 2 липня 1839 року. У 1838 році чоловік Ади тримав титул пера Лавлейса, і її до кінця життя величали графинею Лавлейс.

Ада Лавлейс померла 27 листопада 1852 року від раку після тривалої хвороби.


Учень2: Катерина Логвинівна Ющенко ( 8 грудня 1919, Чигирин  —15 серпня 2001) — автор першої у світі мови програмування високого рівня («Адресної мови програмування»), вчений кібернетик, член-кореспондент АН УРСР (1976), заслужений діяч науки, лауреат премій Ради Міністрів СРСР, дійсний член Міжнародної академії комп'ютерних наук, двічі — Державної премії України, премії імені В. М. Глушкова. Нагороджена орденом княгині Ольги.

Катерина Логвинівна Ющенко (у дівоцтві Рвачова) народилася 8 грудня 1919 року. Закінчила Середньоазіатський Університет (1942). Працювала в Львівському відділі теорії ймовірностей Інституту математики АН УРСР (1946 — 50), старший науковий співробітник Інституту математики АН УРСР (1950 — 57), завідувач відділу Інституту кібернетики АН УРСР (з 1957).

Доля подарувала їй можливість написати перші програми для першої ЕОМ, створеної у НАН України під керівництвом Сергія Олексійовича Лебедєва. За сорок років роботи в Інституті кібернетики ім. В. М. Глушкова НАН України нею створена широковідома в Україні і за кордоном наукова школа теоретичного програмування.

Створення Адресної мови програмування — перше фундаментальне досягнення наукової школи теоретичного програмування. Випередивши створення перших мов програмування Фортран (1958), Кобол (1959) і Алгол (1960), Адресна мова програмування підготувала появу не тільки мов програмування з апаратом непрямої адресації, але й асемблерів.

У 70-80-ті роки остаточно склався предмет дослідження теоретичного програмування. Основним досягненням школи у цей час стало створення алгебро-граматичного (АГ) апарату синтезу програмного продукту.

У 90-ті роки школа теоретичного програмування сконцентрувала зусилля на дослідженні АГ-методів представлення знань про моделі організації обчислень і дружнього інтерфейсу користувача при проектуванні і розробці баз даних і знань для систем прийняття рішень, експертних систем і методів одержання знань для них, навчаючих систем різної орієнтації.

Пройшовши сорокарічний шлях досліджень, теоретичне програмування збагатилося власним розвинутим формально-алгоритмічним апаратом, а предмет досліджень істотно розширився від процедурних мов до методів подання знань, що складають штучний інтелект інструментарію розробників прикладних систем. Як спосіб спілкування з комп'ютером і засіб розробки програм, мови трансформувалися у алгоритмічні системи зі збалансованими наборами конструктивів.


  1. Поняття програми.

Учитель: Та перш ніж розпочинати дослідження внутрішньої будови програм, варто відповісти на питання: «Що таке програма? Чим вона відрізняється від непрограмних об’єктів?». Зробити це достатньо легко, якщо пригадати склад та принципи функціонування технічних інформаційних систем, які ви вивчали у 9 класі.

Нагадаємо, що відмінною ознакою інформаційної системи є те, що в ній або за її допомогою виконуються певні інформаційні процеси. А програмне забезпечення (сукупність програм), як видно зі слайду, відповідає насамперед за процес обробки даних: дані надходять до програм, обробляються і передаються апаратному забезпеченню. Звичайно, програми можуть брати участь не лише в обробці даних, а й у інших інформаційних процесах: отриманні, передаванні, пошуку, захисті даних тощо, однак обробка даних — це той процес, що ніяк не може відбуватися без участі програм.

Крім того, програмне забезпечення визначає поведінку системи, адже подає команди, що виконуються апаратним забезпеченням. Зауважимо, що окрема програма визначає поведінку системи не завжди, а лише в той час, коли виконується, тобто коли апаратне забезпечення здійснює вказівки саме цієї програми.

Програма — це складова інформаційної системи, що виконує обробку даних та може визначати поведінку системи.

Образно кажучи, програмне та апаратне забезпечення технічної інформаційної системи взаємодіють так само, як розум і тіло людини. Ця аналогія тим більше доречна, що основна мета створення технічних інформаційних систем — замінити людину в окремих видах діяльності, і тому будь-яка така система в чомусь наслідує людину або імітує її дії. Зокрема, комп’ютер імітує (хоча й дуже недосконало) розумову діяльність людини. Та властивість програм, що вони протягом деякого часу виконуються, а решту часу неактивні, теж має аналогію зі способом життя людини, а саме з періодами її сну та активності.



  1. Складові програми.

Учитель: В означенні програми вжито доволі незвичне, якщо йдеться про технічні системи, слово «поведінка». Адже зазвичай ми говоримо про поведінку лише живих істот і розуміємо під цим словом типові схеми дій у тих чи інших ситуаціях, способи реагування на зовнішні події. Річ у тім, що програмовані системи теж діють за тією чи іншою схемою залежно від ситуації і теж реагують на певні події, наприклад натискання клавіш чи переміщення миші. Створюючи спрощений аналог людського розуму, винахідники комп’ютера «навчили» цей пристрій аналізувати дані й робити прості логічні висновки. Наприклад, коли під час роботи в Microsoft Word ми натискаємо клавішу Del, комп’ютер аналізує, чи виділено у цей момент фрагмент тексту. Якщо ні, то буде видалено лише один символ, якщо фрагмент виділений, то видалений буде він увесь.

Таким чином, комп’ютер реалізує певну логіку дій і ця логіка, звичайно, «записана» у програмах.



Програмна логіка – одна з трьох головних складових програмного забезпечення, яка визначає поведінку програми.

Іншою важливою складовою програм є структури даних. Дані, які програма обробляє, надходять до неї і зберігаються не в хаотичному вигляді, а в добре організованих структурах. Від того, якими саме будуть ці структури, значною мірою залежить і програмна логіка, і можливості програми в цілому.



Структура даних – спосіб зберігання даних.

Як уже зазначалося, програми керують роботою апаратного забезпечення. А хто керує самими програмами, хто створює ті ситуації та події, від яких залежить поведінка програм? Відповідь на це запитання така: вказівки програмам дають або користувачі, або інші програми. Засоби, за допомогою яких з програмою взаємодіє користувач або інші програми, називаються інтерфейсом — це третя важлива складова програмного забезпечення. Слід відрізняти інтерфейс користувача, через який з програмою взаємодіє користувач, від інтерфейсу прикладного програмування , за допомогою якого програми обмінюються даними з іншими програмами. Зазначимо, що деякі програми, наприклад драйвери, не мають інтерфейсу користувача, однак частка таких програм серед всього програмного забезпечення незначна.



Інтерфейс – засіб взаємодії програми з користувачем та іншими програмами.


  1. Поняття об'єкта. Атрибути об'єкта.

Учитель: Вище ми розглянули призначення та складові програм узагалі, а зараз звернімо увагу на окремий різновид програм, яким ми користуємось найчастіше, а саме сучасні прикладні програми. Працюючи з такими програмами, ви виконували дії над певними об’єктами: командами меню, кнопками, прапорцями, клітинками електронної таблиці, фрагментами тексту тощо. Можна сказати, що об’єкт — це основна структура даних у сучасних програмах, які тому і називають об’єктно-орієнтованими.

Об'єкт – це основна структура даних у сучасних програмах.

Об'єкт – єдине ціле, яке можна відрізнити від іншого цілого.

Слід зауважити, що у програмуванні слово «об’єкт» має значно вужче значення, ніж у загальнофілософському розумінні. Програмний об’єкт — це один із різновидів структур даних, а всі інші елементи об’єктно-орієнтованих програм об’єктами не вважаються.



Атрибути об'єкта – це параметри, за якими один об'єкт можна відрізнити від іншого.
Вправа «Визнач атрибути об’єкта».


  1. Властивості об'єкта.

Учитель: Кожен об’єкт має свої властивості.

Наприклад: Назвіть мені властивості об’єкта «Учень».

Учні: Високий, низький, гарний, розумний, ввічливий, охайний і т. д.

Учитель: Об’єкти в програмуванні теж мають свої властивості.

Стан об'єкта – це сукупність значень його параметрів у певний момент часу.

Методи об'єкта – дії, які може виконувати об'єкт.

Поведінка об'єкта – сукупність дій, які може виконувати об'єкт.

Ідентичність об'єкта – властивість об'єкта, що відрізняє цей об'єкт від іншого.

  1. Поняття події.

Учитель: У сучасних мовах програмування події і обробники подій є центральною ланкою реалізації графічного інтерфейсу користувача.

Учитель: Що ж таке подія? Учень не вивчив уроку. Це подія?

Учні: Так.

Учитель: Що може спричинити дана подія?

Учні: Учень отримає двійку.

Учитель: Вірно, отже подія – дії об'єкта, які спричиняють інші дії.

Подія – повідомлення, яке отримується чи надсилається від одного об'єкта до іншого.

Фрагмент програми, що виконується у результаті настання якоїсь події, називають обробником події.





  1. Підсумки уроку.

Учитель: які ж висновки ми сьогодні можемо зробити по нашому уроку?

Очікувані відповіді:


Учитель: Згадаємо наші очікування від уроку, чи справдилися вони?

Учитель виставляє оцінки за урок.

Учитель: При виставленні оцінок за тему будуть враховані оцінки на уроках, оцінки за домашнє завдання та оцінки за практичну роботу.


  1. Домашнє завдання.

  • Конспект.

  • Заповнити таблицю.




  • Поміркуйте, чим мова програмування повинна відрізнятись від звичайної людської мови.


База даних захищена авторським правом ©refs.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка