Во сколько этапов целесообразно осуществлять процесс моделирования

Обновлено: 30.06.2024

\u041f\u0415\u0420\u0412\u042b\u0419 \u042d\u0422\u0410\u041f:\u043f\u043e\u0441\u0442\u0430\u043d\u043e\u0432\u043a\u0430 \u0437\u0430\u0434\u0430\u0447\u0438. \u041f\u0440\u0435\u0436\u0434\u0435 \u0432\u0441\u0435\u0433\u043e \u0441\u043b\u0435\u0434\u0443\u0435\u0442 \u0443\u044f\u0441\u043d\u0438\u0442\u044c \u0446\u0435\u043b\u044c \u043c\u043e\u0434\u0435\u043b\u0438\u0440\u043e\u0432\u0430\u043d\u0438\u044f. \u0418\u0441\u0445\u043e\u0434\u044f \u0438\u0437 \u0446\u0435\u043b\u0438 \u043c\u043e\u0434\u0435\u043b\u0438\u0440\u043e\u0432\u0430\u043d\u0438\u044f, \u043e\u043f\u0440\u0435\u0434\u0435\u043b\u044f\u0435\u0442\u0441\u044f \u0432\u0438\u0434 \u0438 \u0444\u043e\u0440\u043c\u0430 \u043f\u0440\u0435\u0434\u0441\u0442\u0430\u0432\u043b\u0435\u043d\u0438\u044f \u0438\u043d\u0444\u043e\u0440\u043c\u0430\u0446\u0438\u043e\u043d\u043d\u043e\u0439 \u043c\u043e\u0434\u0435\u043b\u0438, \u0430 \u0442\u0430\u043a\u0436\u0435 \u0441\u0442\u0435\u043f\u0435\u043d\u044c \u0434\u0435\u0442\u0430\u043b\u0438\u0437\u0430\u0446\u0438\u0438 \u0438 \u0444\u043e\u0440\u043c\u0430\u043b\u0438\u0437\u0430\u0446\u0438\u0438 \u043c\u043e\u0434\u0435\u043b\u0438. \u0412 \u0441\u043e\u043e\u0442\u0432\u0435\u0442\u0441\u0442\u0432\u0438\u0438 \u0441 \u0446\u0435\u043b\u044c\u044e \u043c\u043e\u0434\u0435\u043b\u0438\u0440\u043e\u0432\u0430\u043d\u0438\u044f \u0437\u0430\u0440\u0430\u043d\u0435\u0435 \u043e\u043f\u0440\u0435\u0434\u0435\u043b\u044f\u044e\u0442\u0441\u044f \u0433\u0440\u0430\u043d\u0438\u0446\u044b \u043f\u0440\u0438\u043c\u0435\u043d\u0438\u043c\u043e\u0441\u0442\u0438 \u0441\u043e\u0437\u0434\u0430\u0432\u0430\u0435\u043c\u043e\u0439 \u043c\u043e\u0434\u0435\u043b\u0438. \u041d\u0430 \u044d\u0442\u043e\u043c \u044d\u0442\u0430\u043f\u0435 \u0442\u0430\u043a\u0436\u0435 \u043d\u0435\u043e\u0431\u0445\u043e\u0434\u0438\u043c\u043e \u0432\u044b\u0431\u0440\u0430\u0442\u044c \u0438\u043d\u0441\u0442\u0440\u0443\u043c\u0435\u043d\u0442\u0430\u0440\u0438\u0439, \u043a\u043e\u0442\u043e\u0440\u044b\u0439 \u0431\u0443\u0434\u0435\u0442 \u0438\u0441\u043f\u043e\u043b\u044c\u0437\u043e\u0432\u0430\u0442\u044c\u0441\u044f \u043f\u0440\u0438 \u043c\u043e\u0434\u0435\u043b\u0438\u0440\u043e\u0432\u0430\u043d\u0438\u0438 (\u043d\u0430\u043f\u0440\u0438\u043c\u0435\u0440, \u043a\u043e\u043c\u043f\u044c\u044e\u0442\u0435\u0440\u043d\u0443\u044e \u043f\u0440\u043e\u0433\u0440\u0430\u043c\u043c\u0443).

\u0412\u0422\u041e\u0420\u041e\u0419 \u042d\u0422\u0410\u041f:\u0441\u043e\u0431\u0441\u0442\u0432\u0435\u043d\u043d\u043e \u043c\u043e\u0434\u0435\u043b\u0438\u0440\u043e\u0432\u0430\u043d\u0438\u0435, \u043f\u043e\u0441\u0442\u0440\u043e\u0435\u043d\u0438\u0435 \u043c\u043e\u0434\u0435\u043b\u0438. \u041d\u0430 \u044d\u0442\u043e\u043c \u044d\u0442\u0430\u043f\u0435 \u0432\u0430\u0436\u043d\u043e \u043f\u0440\u0430\u0432\u0438\u043b\u044c\u043d\u043e \u0432\u044b\u044f\u0432\u0438\u0442\u044c \u0441\u043e\u0441\u0442\u0430\u0432\u043b\u044f\u044e\u0449\u0438\u0435 \u0441\u0438\u0441\u0442\u0435\u043c\u0443 \u043e\u0431\u044a\u0435\u043a\u0442\u044b, \u0438\u0445 \u0441\u0432\u043e\u0439\u0441\u0442\u0432\u0430 \u0438 \u0432\u0437\u0430\u0438\u043c\u043e\u043e\u0442\u043d\u043e\u0448\u0435\u043d\u0438\u044f \u0438 \u043f\u0440\u0435\u0434\u0441\u0442\u0430\u0432\u0438\u0442\u044c \u0432\u0441\u044e \u044d\u0442\u0443 \u0438\u043d\u0444\u043e\u0440\u043c\u0430\u0446\u0438\u044e \u0432 \u0443\u0436\u0435 \u0432\u044b\u0431\u0440\u0430\u043d\u043d\u043e\u0439 \u0444\u043e\u0440\u043c\u0435. \u0421\u043e\u0437\u0434\u0430\u0432\u0430\u0435\u043c\u0443\u044e \u043c\u043e\u0434\u0435\u043b\u044c \u043d\u0435\u043e\u0431\u0445\u043e\u0434\u0438\u043c\u043e \u043f\u0435\u0440\u0438\u043e\u0434\u0438\u0447\u0435\u0441\u043a\u0438 \u043f\u043e\u0434\u0432\u0435\u0440\u0433\u0430\u0442\u044c \u043a\u0440\u0438\u0442\u0438\u0447\u0435\u0441\u043a\u043e\u043c\u0443 \u0430\u043d\u0430\u043b\u0438\u0437\u0443, \u0447\u0442\u043e\u0431\u044b \u0441\u0432\u043e\u0435\u0432\u0440\u0435\u043c\u0435\u043d\u043d\u043e \u0432\u044b\u044f\u0432\u043b\u044f\u0442\u044c \u0438\u0437\u0431\u044b\u0442\u043e\u0447\u043d\u043e\u0441\u0442\u044c, \u043f\u0440\u043e\u0442\u0438\u0432\u043e\u0440\u0435\u0447\u0438\u0432\u043e\u0441\u0442\u044c \u0438 \u043d\u0435\u0441\u043e\u043e\u0442\u0432\u0435\u0442\u0441\u0442\u0432\u0438\u0435 \u0446\u0435\u043b\u044f\u043c \u043c\u043e\u0434\u0435\u043b\u0438\u0440\u043e\u0432\u0430\u043d\u0438\u044f.

\u0422\u0420\u0415\u0422\u0418\u0419 \u042d\u0422\u0410\u041f: \u043e\u0446\u0435\u043d\u043a\u0430 \u043a\u0430\u0447\u0435\u0441\u0442\u0432\u0430 \u043c\u043e\u0434\u0435\u043b\u0438, \u0437\u0430\u043a\u043b\u044e\u0447\u0430\u044e\u0449\u0430\u044f\u0441\u044f \u0432 \u043f\u0440\u043e\u0432\u0435\u0440\u043a\u0435 \u0441\u043e\u043e\u0442\u0432\u0435\u0442\u0441\u0442\u0432\u0438\u044f \u043c\u043e\u0434\u0435\u043b\u0438 \u0446\u0435\u043b\u044f\u043c \u043c\u043e\u0434\u0435\u043b\u0438\u0440\u043e\u0432\u0430\u043d\u0438\u044f. \u0422\u0430\u043a\u0430\u044f \u043f\u0440\u043e\u0432\u0435\u0440\u043a\u0430 \u043c\u043e\u0436\u0435\u0442 \u043f\u0440\u043e\u0438\u0437\u0432\u043e\u0434\u0438\u0442\u044c\u0441\u044f \u043f\u0443\u0442\u0435\u043c \u043b\u043e\u0433\u0438\u0447\u0435\u0441\u043a\u0438\u0445 \u0440\u0430\u0441\u0441\u0443\u0436\u0434\u0435\u043d\u0438\u0439, \u0430 \u0442\u0430\u043a\u0436\u0435 \u044d\u043a\u0441\u043f\u0435\u0440\u0438\u043c\u0435\u043d\u0442\u043e\u0432, \u0432 \u0442\u043e\u043c \u0447\u0438\u0441\u043b\u0435 \u0438 \u043a\u043e\u043c\u043f\u044c\u044e\u0442\u0435\u0440\u043d\u044b\u0445. \u041f\u0440\u0438 \u044d\u0442\u043e\u043c \u043c\u043e\u0433\u0443\u0442 \u0431\u044b\u0442\u044c \u0443\u0442\u043e\u0447\u043d\u0435\u043d\u044b \u0433\u0440\u0430\u043d\u0438\u0446\u044b \u043f\u0440\u0438\u043c\u0435\u043d\u0438\u043c\u043e\u0441\u0442\u0438 \u043c\u043e\u0434\u0435\u043b\u0438. \u0412 \u0441\u043b\u0443\u0447\u0430\u0435 \u0432\u044b\u044f\u0432\u043b\u0435\u043d\u0438\u044f \u043d\u0435\u0441\u043e\u043e\u0442\u0432\u0435\u0442\u0441\u0442\u0432\u0438\u044f \u043c\u043e\u0434\u0435\u043b\u0438 \u0446\u0435\u043b\u044f\u043c \u043c\u043e\u0434\u0435\u043b\u0438\u0440\u043e\u0432\u0430\u043d\u0438\u044f \u043e\u043d\u0430 \u043f\u043e\u0434\u043b\u0435\u0436\u0438\u0442 \u0447\u0430\u0441\u0442\u0438\u0447\u043d\u043e\u0439 \u0438\u043b\u0438 \u043f\u043e\u043b\u043d\u043e\u0439 \u043f\u0435\u0440\u0435\u0434\u0435\u043b\u043a\u0435.

\u0427\u0415\u0422\u0412\u0401\u0420\u0422\u042b\u0419 \u042d\u0422\u0410\u041f: \u044d\u043a\u0441\u043f\u043b\u0443\u0430\u0442\u0430\u0446\u0438\u044f \u043c\u043e\u0434\u0435\u043b\u0438, \u0435\u0435 \u043f\u0440\u0438\u043c\u0435\u043d\u0435\u043d\u0438\u0435 \u0434\u043b\u044f \u0440\u0435\u0448\u0435\u043d\u0438\u044f \u043f\u0440\u0430\u043a\u0442\u0438\u0447\u0435\u0441\u043a\u0438\u0445 \u0437\u0430\u0434\u0430\u0447 \u0432 \u0441\u043e\u043e\u0442\u0432\u0435\u0442\u0441\u0442\u0432\u0438\u0438 \u0441 \u0446\u0435\u043b\u044f\u043c\u0438 \u043c\u043e\u0434\u0435\u043b\u0438\u0440\u043e\u0432\u0430\u043d\u0438\u044f.

\u041f\u042f\u0422\u042b\u0419 \u042d\u0422\u0410\u041f: \u0430\u043d\u0430\u043b\u0438\u0437 \u043f\u043e\u043b\u0443\u0447\u0435\u043d\u043d\u044b\u0445 \u0440\u0435\u0437\u0443\u043b\u044c\u0442\u0430\u0442\u043e\u0432 \u0438 \u043a\u043e\u0440\u0440\u0435\u043a\u0442\u0438\u0440\u043e\u0432\u043a\u0430 \u0438\u0441\u0441\u043b\u0435\u0434\u0443\u0435\u043c\u043e\u0439 \u043c\u043e\u0434\u0435\u043b\u0438.

\u0412\u0421\u0415\u0413\u041e \u041f\u042f\u0422\u042c (5) \u042d\u0422\u0410\u041f\u041e\u0412


Учи.Дома запускает бесплатный марафон в котором каждый день. В течении 5 дней утром ты будешь получать одно задание по выбранному предмету, а вечером его решение. Твоя задача, успеть выполнение задание до того как получишь ответ.

Бесплатно, онлайн, подготовка к ЕГЭ

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Основные этапы моделирования Киселева Юлия Владимировн Учитель информатики и ИКТ МБОУ СОШ №4 п. Тавричанка

I этап. Постановка задачи Описание задачи Цель моделирования II этап. Разработка модели Информационная модель Компьютерная модель IV этап. Анализ результатов моделирования Результаты соответствуют цели Результаты не соответствуют цели III этап. Компьютерный эксперимент План эксперимента Проведение исследования

1. Описание задачи При описании задачи создается описательная модель с использованием естественных языков и рисунков. Хорошо поставленной задачей является та, в которой: описаны все связи между исходными данными и результатом; известны все исходные данные; решение существует; задача имеет единственное решение. Примеры плохо поставленных задач: Найти максимальное значение функции - (задача не имеет решений). Найти функцию, которая проходит через точки (0,1) и (1,0) - (множество решений). I этап Постановка задачи

2. Определение цели моделирования Определение цели моделирования позволяет четко установить, какие исходные данные являются важными, какие — несущественны и что требуется получить на выходе. I этап Постановка задачи

1. Информационная модель выбрать тип информационной модели построить формализованную модель это модель, записанная на формальном языке, например, с помощью математического языка алгебраических формул, уравнений или неравенств. Кроме того, в соответствии с поставленной целью необходимо выделить параметры, которые известны ( исходные данные ) и которые следует найти ( результаты ), с учетом ограничений на допустимые значения этих свойств. разработать алгоритм работы модели алгоритм – это четко определенный порядок действий, которые нужно выполнить для решения задачи. II этап Разработка модели

2. Компьютерная модель Следующий шаг – это преобразование информационной модели в компьютерную модель , т.е. выразить ее на понятном для компьютера языке. Существуют различные пути построения компьютерных моделей, в том числе: создание компьютерной модели в форме проекта на одном из языков программирования; построения компьютерной модели с использованием электронных таблиц, систем компьютерного черчения или других приложений. От выбора программной среды зависит алгоритм построения компьютерной модели, а также форма его представления. II этап Разработка модели

2. Исследование компьютерной модели Если алгоритм построенной модели верный, то можно перейти ко второму пункту компьютерного эксперимента – проведение исследования компьютерной модели. При проведении исследования, если компьютерная модель существует в виде проекта на одном из языков программирования, ее нужно запустить на выполнение, ввести исходные данные и получить результаты. Если компьютерная модель исследуется, например, в электронных таблицах, то можно построить диаграмму или график. III этап Компьютерный эксперимент

Рассмотрим задачи, на примере которых проследим этапы моделирования. Примеры задач

II этап Разработка модели Набор текста. Информационная модель Объект моделирования Параметры Текст Название Значения (исходные) Гарнитура шрифта Размер Начертания Абзацный отступ Выравнивание Ariel 12 Обычный 0,5 см По ширине

Компьютерная модель Для моделирования текстовых документов используется среда текстового процессора Word . II этап Разработка модели

Задача 2. Сделайте коробку наибольшего объема из квадратного листа картона. Рассмотрим этапы решения поставленной задачи.

Описание задачи Имеется квадратный лист картона со стороной а . Из листа делают коробку следующим образом: по углам вырезают четыре квадрата и склеивают коробку по сторонам вырезов. Цель моделирования Определить, какова должна быть сторона вырезаемого квадрата, чтобы коробка имела наибольший объем. Анализ объекта В задаче рассматривается процесс преобразования одного объекта (картонного листа) в другой (коробку). Исходный объект – картонный лист – имеет заданные геометрические размеры: длина стороны а . Созданный объект – коробка – характеризуется объемом, а вырезы – размером стороны и площадью. I этап Постановка задачи

а см а см b см c см b см a см c см c см b см S I этап Постановка задачи

Информационная модель объект “картонный лист” имеет управляемую длину выреза b . Действия над объектом : вырезание квадратных областей по краям; склеивание сторон вырезов. Объект “коробка” имеет управляемые параметры : площадь квадрата дна S со стороной с и объем V . Действия над объектом: Расчет площади основания коробки и ее объема. II этап Разработка модели

II этап Разработка модели Геометрическая модель: Математическая модель: Расчетные формулы: Длина стороны дна с через а и b : с=а-2*b Площадь дна: S =с*с Нам необходимо найти объем прямоугольного параллелепипеда по формуле: V= S* b или V= с*с* b b см a см c см c см b см S

III этап Компьютерная реализация задачи Откройте табличный процессор Excel , и создайте следующую таблицу:

Высота коробки в столбце В будет изменяться от 1 до 50 с шагом 1 (используйте автозаполнение); Длина стороны квадрата в столбце А неизменна и равна 100 см; В столбце С длину основания коробки нужно вычислять в зависимости от величины выреза по формуле с=а-2*b, которая в ячейке С4 выглядит так: = A4-2*B4 В столбце D вычислите объём коробки по формуле V=b*c*с. В ячейку D 4 формула имеет вид: =В4*С4*С4 Выполните копирование формул в столбцах С и D . Построение компьютерной модели решения задачи завершено. Введите в ячейки таблицы исходные данные и формулы:

Этап 4. Компьютерный эксперимент Высоту коробки (величину выреза) необходимо увеличивать, чтобы для того, чтобы найти наибольший объём. Проанализируем полученные результаты: Очевидно, что при величине выреза 17 см наибольший объём равен 74 052 куб.см . Для более наглядного представления, выделим данные в диапазоне ячеек D4:D50 и построим график (гистограмму) зависимости объёма коробки от величины выреза .

Этап 4. Компьютерный эксперимент Измените величину шага в столбце В на 0,5, т.е. запишите в ячейку В5 число 1,5 и заполните столбец. Проанализируйте величину объема коробки.

Задание на самоподготовку Написать краткий конспект урока и выучить.

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Составление презентации по этапам моделирования. (2 урока)

Вступительное слово учителя.Здравствуйте. Доброго утра всем. Мы собрались на очередное собрание журналистов для решения очередной задачи. К нам поступило письмо из известной телекомпании. В этом письм.


Основные этапы моделирования


Конспект урока "Классификация моделей. Этапы моделирования"

Конспект урока "Классификация моделей. Этапы моделирования".


Всем известно, что преподаватели, работающие в старших классах, в первую очередь направляют свои усилия на подготовку учеников к успешной сдаче Единого государственного экзамена. Наибольшие трудности.


Учащиеся должны знать:- назначение моделирования;- основные типы задач моделирования;- основные этапы моделирования и последовательность их выполнения.Учащиеся должны уметь:- разрабатывать поэтапную с.

Процесс моделирования состоит из трех основных этапов: 1) построение модели; 2) исследование модели; 3) использование модели.

Часто из – за сложности, слабой изученности исследуемой системы или отсутствия соответствующих теоретических разработок этот путь не может быть реализован. Альтернативным является путь идентификации объекта, т.е. экспериментального определения существенных для решаемой задачи свойств и характеристик объекта, специально ради построения модели. Эксперимент осуществляется в соответствии со специально разрабатываемым оптимальным планом, данные эксперимента обрабатываются и становятся основой для формального описания системы в виде математической модели вход – выход.

Формализованная модель, построенная теоретическим путем или идентифицированная, оценивается в соответствии с выбранным ранее критерием и либо признается удовлетворительной (принимается), либо отвергается как недостаточно совершенная. В последнем случае возникает необходимость в ее корректировке и итеративном обращении к ранее выполненным этапам.

После принятия модели переходят к следующему этапу – опытной проверке непосредственно в условиях той задачи, для выполнения которой она построена. Наконец, следует заключительный этап процесса моделирования – использование модели по прямому назначению для решения исследовательской или иной задачи.

Модель черного ящика.

Эта модель системы, о которой внешнему наблюдателю доступны лишь входные и выходные величины, а структура и внутренние процессы неизвестны. Такая модель, несмотря на внешнюю простоту и отсутствие сведений о внутренней структуре, оказывается часто полезной и достаточной для практического использования.

Модель типа "черный ящик", несмотря на внешнюю простоту и на отсутствие сведений о внутренности системы, часто оказывается полезной, а в ряде случаев единственно применимой при изучении систем.

Главной причиной множественности входов и выходов в модели "черного ящика" является то, что всякая реальная система, взаимодействует с окружающей средой неограниченным числом способов. Строя модель системы, мы из этого бесчисленного множества связей отбираем конечное их число для включения в список входов и выходов. Критерием отбора при этом является целевое назначение модели, существенность той или иной связи по отношению к этой цели. То, что существенно, важно – включается в модель, то, что несущественно, неважно не включается. Именно здесь возможны ошибки. Тот факт, что мы не учитываем в модели, исключаем из рассмотрения остальные связи, что не лишает их реальности, они все равно действуют независимо от нас.

1. Неполноты охвата входов и выходов.

2. Описания действия системы на базе статистики.

3. Изменения внутреннего механизма функционирования системы с течением времени.

а) когда нет возможности вмешательства в систему;

б) когда нужно получить данные о системе в обычной для нее обстановке, для уменьшения взаимодействия измерений на саму систему;

в) когда отсутствуют данные о внутреннем устройстве системы.

Модель состава системы.

При рассмотрении любой системы обнаруживается, что ее целостность и обособленность, отображенные в модели черного ящика, выступают как внешние свойства. Внутренность же "ящика" оказывается неоднородной, что позволяет различать составные части самой системы. При более детальном рассмотрении некоторые части системы могут быть, в свою очередь, разбиты на составные части и т. д. Те части системы, которые мы рассматриваем как неделимые, называются элементами. Части системы, состоящие более чем из одного элемента, называют подсистемами.

Модель состава описывает из каких подсистем и элементов состоит исследуемый объект.

Элемент – часть системы рассматриваемая исследователем как неделимая.

Подсистема – часть системы, состоящая более чем из одного элемента, объединенных обшей целью, функцией и ресурсами.

Модель состава ограничивается снизу тем, что считается элементом, а сверху – границей системы. Границы определяются целями построения модели.

Основной операцией построения данной модели является разделения целого на части. Система распадается на подсистемы и элементы, подсистема на подсистемы и элементы и т. д.


Сложности построения модели заключаются в следующем:

Во-первых, разные модели состава получаются вследствие того, что понятие элементарности можно определить по-разному. То, что с одной точки зрения кажется элементом, с другой – оказывается подсистемой, подлежащей дальнейшему разделению.

Во-вторых, модель состава является целевой, и для различных целей один и тот же объект потребуется разбить на разные части. То, что для одного обязательно войдет в модель, может совершенно не интересовать другого.

В-третьих, модели состава различаются потому, что всякое разделение целого на части, всякое деление системы на подсистемы является относительным, в определенной степени условным. Другими словами границы между подсистемами условны, относительны.

Главная задача в построении модели состава заключается в том, что бы правильно согласно определению и назначению системы определить цель системы. Разделение целостной системы на части полностью зависит от целей системы (это относится и к границам между частями системы и к границам самой системы).

Модель структуры системы.

Совокупность необходимых и достаточных для достижения цели отношений между элементами называется структурой системы.

Модель структуры системы – модель, описывающая системообразующие связи (отношения между элементами) и потоки, идущие по этим связям, необходимые и достаточные для достижения цели.

Когда мы рассматриваем некую совокупность объектов как систему, то из всех отношений мы выбираем важные, т.е. существенные для достижения цели.

В модель структуры (в список отношений) мы включаем только конечное число связей, которые существенны по отношению к рассматриваемой цели.

Модель структуры системы отображает связи между компонентами модели ее состава, т.е. совокупность связанных между собой моделей "черного ящика" для каждой из частей системы. Поэтому трудности построения модели структуры те же, что и для построения модели "черного ящика".

Свойство – некий атрибут одного объекта, а в отношении участвуют не менее двух объектов.

Отношения могут быть записаны математически:

Пусть Е – множество и есть х Є Е.

Любое свойство х задает в Е подмножество А Є Е всех элементов, обладающих этим свойством.

Пусть R – некоторое отношение, в котором могут находиться элементы х и у, т.е. можно записать x R y или xṜy

Эти отношения связывают два элемента, поэтому называются двухместными, или бинарными.

Тип урока: изучение нового материала.

Методы обучения: лекция, объяснительно-иллюстративный (презентация), фронтальный опрос, практическая работа, тест

Формы работы: общегрупповая работа, индивидуальная работа.

Средства обучения: дидактический материал, демонстрационный экран, раздаточный материал.

I. Организационный момент

Подготовка к уроку: приветствие, проверка готовности учащихся к работе.

II. Подготовка к активной деятельности на основном этапе урока

Объявление плана работы на урок.

Актуализация опорных знаний

Учащиеся отвечают на вопросы теста по теме “Виды моделей”

1. Определите, какие из перечисленных моделей материальные, а какие информационные. Укажите номера только материальных моделей.

А) Макет декорационного оформления театральной постановки.
Б) Эскизы костюмов к театральному спектаклю.
В) Географический атлас.
Г) Объемная модель молекулы воды.
Д) Уравнение химической реакции, например: CO2 + 2NaOH = Na2CO23 + H2O.
Е) Макет скелета человека.
Ж) Формула определения площади квадрата со стороной h: S = h 2 .
З) Расписание движения поездов.
И) Игрушечный паровоз.
К) Схема метрополитена.
Л) Оглавление книги.

2. Для каждой модели из первой колонки определите, к какому типу она относится (вторая колонка):

Модель Тип модели
1) Закон Ньютона А) Физическая (натурная)
2) Игрушечный автомобиль Б) Воображаемая
3) Объемная модель куба В) Информационная
4) Чертеж развертки куба
5) Программа на языке программирования
6) Радиоуправляемая модель самолета
7) Математическая точка

3. Определите, какой аспект объекта-оригинала моделируется в приведенных примерах.

Аспект моделирования Примеры
1) Внешний вид А) Ксерокопирование документа
2) Структура Б) Конструирование кресла водителя в автомобиле
3) Поведение В) Составление метеорологического прогноза
Г) Изучение строения растений
Д) Написание сценария кинофильма
Е) Набросок эскиза картины

4. Какие из приведенных ниже моделей являются динамическими?

А) Карта местности.
Б) Дружеский шарж.
В) Программа, имитирующая движение стрелок циферблата на экране дисплея.
Г) План сочинения.
Д) График изменения температуры воздуха в течение дня.

5. Какие из приведенных ниже моделей являются формализованными?

А) Блок-схема алгоритма.
Б) Кулинарный рецепт.
В) Описание внешности литературного героя.
Г) Сборочный чертеж изделия.
Д) Формуляр книги в библиотеке.

6. Какие из приведенных ниже моделей являются вероятностными?

А) Прогноз погоды.
Б) Отчет о деятельности предприятия.
В) Схема функционирования устройства.
Г) Научная гипотеза.
Д) Оглавление книги.
Е) План мероприятий, посвященных Дню Победы.

8. Какие из утверждений являются верными?

А) Формула химической реакции является информационной моделью.
Б) Оглавление книги – регистрирующая вероятностная неформализованная модель ее содержания.
В) Идеальный газ в физике – воображаемая модель, имитирующая поведение реального газа.
Г) Проект дома – графическая эталонная вероятностная модель, описывающая внешний вид объекта.

9. Для каждой модели определите ее вид по роли в управлении объектом моделирования.

Фамилия, имя, класс___________________________________

IV. Изучение нового материала

I этап. Постановка задачи

Этап постановки задачи характеризуется тремя основными моментами: описание задачи, определение целей моделирования.

Описание задачи

  • описаны все связи между исходными данными и результатом;
  • известны все исходные данные;
  • решение существует;
  • задача имеет единственное решение.

Цель моделирования

Определение цели моделирования позволяет четко устано­вить, какие исходные данные являются важными, какие – несуществен­ны и что требуется получить на выходе.

Формализация задачи

Для решения любой задачи с использованием компьютера надо изложить ее на строгом, формализо­ванном языке, например, с помощью математического языка алгебраических формул, уравнений или неравенств. Кроме того, в соответствии с поставленной целью необходимо выделить параметры, которые известны (исходные данные) и которые следует найти (результаты), с учетом ограничений на допустимые значения этих свойств.
Однако не всегда удается найти формулы, которые выражают результат через исходные данные. В таких случаях используются приближенные математические методы, позволяющие получить результат с заданной точностью.

II этап. Разработка модели

Информационная модель задачи позволяет принять решение о выборе программной среды и четко предста­вить алгоритм построения компьютерной модели.

  1. Выбрать тип информационной модели;
  2. Определить существенные свойства оригинала, которые нужно включить в модель, отбросить
    несущественные (для данной задачи);
  3. Построить формализованную модель – это модель, записанная на формальном языке (математика, логика и т.д.) и отражающая только существенные свойства оригинала;
  4. Разработать алгоритм работы модели. Алгоритм – это четко определенный порядок действий, которые нужно выполнить для решения задачи.

Компьютерная модель

Компьютерная модель – это модель, реализованная средствами программной среды.
Следующий шаг – это преобразование информационной модели в компьютерную модель, т.е. выразить ее на понятном для компьютера языке. Существуют различные пути построения компьютерных моделей, в том числе:
– создание компьютерной модели в форме проекта на одном из языков программирования;
– построения компьютерной модели с использованием электронных таблиц, систем компьютерного черчения или других приложений. От выбора программной среды зависит алгоритм построения компьютерной модели, а также форма его представления.

III этап. Компьютерный эксперимент

IV этап. Анализ результатов моделирования

Конечная цель моделирования – это анализ полученных результатов. Этот этап решающий – либо про­должать исследование, либо заканчивать.
Основой выработки решения служат результаты тестирова­ния и экспериментов. Если результаты не соответствуют целям поставленной задачи, значит, на предыдущих этапах были допу­щены ошибки или неточности. Это может быть либо неправильная постановка задачи, либо допуще­ны ошибки в формулах, либо неудачный выбор среды моделирова­ния и т.д. Если ошибки выявлены, то требуется корректи­ровка модели, то есть возврат к одному из предыдущих этапов. Процесс повторяется до тех пор, пока результаты эксперимента не будут отвечать целям моделирования.

V. Закрепление изученного материала

1). Вопросы для обсуждения на уроке:

– Назовите два основных типа постановки задач моделиро­вания.
– Перечислите наиболее известные цели моделирования.
– Какие характеристики подростка существенны для рекомен­дации по выбору профессии?
– По каким причинам компьютер широко используется в моде­лировании?
– Назовите известные вам инструменты компьютерного модели­рования.
– Что такое компьютерный эксперимент? Приведите пример.
– Что такое тестирование модели?
– Какие ошибки встречаются в процессе моделирования? Что надо делать, когда ошибка обнаружена?
– В чем заключается анализ результатов моделирования? Ка­кие выводы обычно делаются?

2) Задача. Сделайте коробку наибольшего объема из квадратного листа картона.

Содержание

Содержание

  • Моделирование и его цели: понятие
  • Этапы моделирования
  • Типы моделей
  • Черный ящик
  • Состав системы
  • Структура системы
  • Методы достижения основных целей

Для того чтобы понять, как устроен объект, спрогнозировать его поведение, определить, как он устроен используют моделирование. Успех построения работающей модели во многом зависит от постановки целей, то есть для чего организован процесс. В противном случае решить задачу при помощи моделирования не получится.

Моделирование и его цели: понятие

Моделирование представляет собой процесс построения модели объекта, для выявления его особенностей, поведенческих свойств, прогноза эффектов, интересующих исследователя. В качестве объекта может выступать любой физический предмет, действие или явление.

Моделирование не может существовать без 3 основных составляющих: субъекта, объекта и модели. Субъект – это тот, кто организовал процесс, то есть исследователь, занимающийся изучением. Объект представляет собой реально существующий образ, в отношении которого производится моделирования. А модель – это есть продукт исследования.

Прежде чем поставить конкретную задачу, субъект обязан определиться с целью моделирования. За основу берут обобщенные установки:

  1. Определение структуры объекта, его устройства, методологии развития, функционирования, а также порядка взаимодействия с окружающим миром или средой. Такая цель может быть поставлена, например, при изучении ранее неизвестных явлений или предметов.
  2. Выбор методов управления объектом. То есть, поиск идеальных решений воздействия на предмет для получения желаемого результата.
  3. Воспроизводство уменьшенной копии объекта с заданными свойствами. Например, прежде чем построить дом, архитектор создает модель, которая меньше по размерам, но обладает теми же характеристиками, что и будущее реальное строение.
  4. Построение предположений поведения объекта в случае воздействия на него. Исследователь воссоздает условия и характеристики предмета изучения, а затем оказывает на них влияния, после чего смотрит, как ведет себя модель и прогнозирует, что будет с реальным объектом в случае воздействия на него таким же методом.

Цель моделирования должна быть конкретной, реальной и достижимой. То есть, перед ее постановкой нужно определить, можно ли ее выразить в цифрах, в словах, существует ли она на самом деле и можно ли ее достичь.

Этапы моделирования

Моделирование состоит из трех основных этапов. Прежде всего, исследователь строит саму модель, затем изучает ее, а заканчивается процесс, ее применением на практике. Именно на первом этапе важно задать правильную цель. Только после этого можно определять методы моделирования и приступать к воссозданию изучаемого объекта.

Важно! Если конкретные характеристики модели неизвестны, то на первом этапе проводят эксперимент.

Готовая модель подлежит изучению. Исследователь определяет, удовлетворяет ли она потребности анализа, годится ли она для дальнейшего применения. Если изучаемый объект не одобрили, то в проект вносят корректировки, а процесс моделирования начинают заново.

Если модель хорошая и удовлетворяет потребности исследователя, то переходят к третьему этапу процесса. Во время применения объекта, нужно воссоздать условия задачи, для решения которой построена модель и только после этого ее можно использовать.

Типы моделей

В процессе моделирования исследователь создает материальные или нематериальные модели. Первые можно потрогать, увидеть, оценить их отдельные характеристики. Нематериальные макеты могут лишь дать информацию о каких-либо свойствах. В последнее время такие модели строят при помощи вычислительных машин, именно поэтому по-другому их называют компьютерными.

Также, модели можно классифицировать по глубине, полноте, входных и выходных данных, то есть информации, которой обладает исследователь на этапе ее построения. Различают следующие виды:

  • черный ящик;
  • состав системы;
  • структура системы;

Первая модель характеризуется тем, что исследователь располагает минимумом входной и выходной информации об объекте.

Важно! При построении модели состава системы нужно знать, из каких отдельных частей состоит тот или иной элемент изучаемого объекта.

Черный ящик

Результативность такой модели напрямую зависит от поставленной цели. То есть, изучая объект, исследователь должен четко определить, какой результат он хочет получить, воздействуя на макет тем или иным образом. Чаще всего данный тип используют:

  • для того чтобы построить макет, когда нет возможности вмешаться в систему;
  • если у исследователя очень мало информации об анализируемом объекте.

Состав системы

Процесс изготовления модели состава системы построен на воссоздании отдельных подсистем. При этом исследователь обладает информацией обо всех существующих частях объекта. Если говорить простым языком, экспериментатор знает, из чего состоит изучаемый предмет, но не может определить его конкретные свойства.

То есть, исследователь берет объект и делит его на составные части. В ходе построения модели могут возникать некоторые сложности:

  1. На основании одних и тех же входных данных получаются разные модели. Все дело в том, что исследователь может принять отдельные частички за элементы или подсистему, либо наоборот.
  2. Модель состава воспроизводят с определенной целью. Разные задачи требуют индивидуального подхода к разделению предмета на составляющие.
  3. Деление объекта всегда является относительным или условным, из-за чего нет конкретизации, а модели могут отличаться друг от друга.

Таким образом, конечный результат моделирования состава системы напрямую зависит от правильно поставленной цели.

Структура системы

В ходе построения модели структуры системы, важно определить отношения между отдельными составляющими системы. Как правило, их записывают математически или словесно.

Если говорить простыми словами, то модель структуры системы – это полноценный, работающий объект исследования, представленный в виде макета. Их обычно строят, чтобы понять, как они поведут себя в случае воздействия на них тем или иным образом.

Методы достижения основных целей

Моделирование проводится для того, чтобы решить определенную задачу. Это происходит за счет достижения поставленных целей, для чего используют различные методы.

Моделирование может применяться для решения самых разнообразных задач, например для воссоздания макетов, изучения явлений, прогноза эффектов или поведения предмета. Конечный результат напрямую зависит от правильности цели. Например, если исследователь желает получить действующий макет велосипеда, то ему нужно не только построить каркас, но и наладить работу всех элементов, определить взаимосвязь отдельных частей.

Читайте также: