1 МОДЕЛИРОВАНИЕ И ФОРМАЛИЗАЦИЯ УЧИТЕЛЬ: ЩЕРБИНИНА М.В.

2 Модель – упрощенное представление о реальном объекте, процессе или явлении. Модель сохраняет наиболее важные характеристики и свойства оригинала. Модель – любой аналог, образ (мысленный или условный: изображение, описание, схема, символ, формула, чертеж, план, таблица, карта и т.п.) какого-либо объекта исследования.

3 Модель необходима для того, чтобы: понять, как устроен реальный объект: какова его структура, основные свойства, законы развития и взаимодействия с окружающим миром; научиться управлять объектом или процессом: определить наилучшие способы управления при заданных целях и критериях (оптимизация); прогнозировать прямые или косвенные последствия реализации заданных способов и форм воздействия на объект.

4 Моделирование : построение и изучение моделей с целью получения новых знаний и дальнейшего совершенствования характеристик объектов исследования; метод научного познания объективного мира с помощью моделей.

5 Классификация моделей По области использования МОДЕЛИ УЧЕБНЫЕОПЫТ- НЫЕ НАУЧНО- ТЕХНИ- ЧЕСКИЕ ИГРОВЫЕИМИТАЦИ- ОННЫЕ НАГЛЯДНЫЕ ПОСОБИЯ ТРЕНАЖЕРЫ ОБУЧАЮ- ЩИЕ ПРОГРАММЫ МОДЕЛЬ КОРАБЛЯ АЭРОДИНАМ ИЧЕСКАЯ ТРУБА СТЕНД ДЛЯ ПРОВЕРКИ TV ВОЕННЫЕ ЭКОНОМИЧЕ СКИЕ ДЕЛОВЫЕ ИСПЫТАНИЕ НОВЫХ ЛЕКАРСТВЕН- НЫХ СРЕДСТВ НА ЖИВОТНЫХ

6 Классификация моделей С УЧЕТОМ ФАКТОРА ВРЕМЕНИ МОДЕЛИ ДИНАМИЧЕСКИЕСТАТИЧЕСКИЕ ДИСКРЕТНЫЕНЕПРЕРЫВНЫЕ РОСТ УЧЕНИКОВ КЛАССА В ДЕНЬ ИССЛЕДОВАНИЯ РОСТ УЧЕНИКОВ ДАННОГО КЛАССА ЗА 10 ЛЕТ АЛГОРИТМЫ ИЗМЕНЕНИЕ АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ В ТЕЧЕНИЕ ДНЯ

7 Задание 1 Приведите примеры статистических и динамических моделей. предметСтатистические модели Динамические модели в физике в химии в биологии в инфор- матике

8 Классификация моделей ПО ОБЛАСТИ ЗНАНИЙ МОДЕЛИ БИОЛОГИЧЕСКИЕ СОЦИОЛОГИЧЕСКИЕИСТОРИЧЕСКИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ Задание 2. Приведите примеры моделей из разных областей знаний.

9 Классификация моделей ПО СПОСОБУ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ МОДЕЛИ МАТЕРИАЛЬНЫЕИНФОРМАЦИОННЫЕ ВЕРБАЛЬНЫЕЗНАКОВЫЕ МЫСЛЕННОУСТНО НА ЛЮБОМ ЯЗЫКЕ ИГРУШКИ ГЛОБУС ЧУЧЕЛО ПТИЦЫ ФИЗИЧЕСКИЕ ИЛИ ХИМИЧЕСКИЕ ОПЫТЫ

10 ИНФОРМАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ Информационная модель – описание реального объекта (процесса, явления) на одном из языков (разговорном или формальном).

11 ИНФОРМАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ ПО ФОРМЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕСТРУКТУРНЫЕ СПЕЦИАЛЬНЫЕ СЛОВЕСНЫЕЛОГИЧЕСКИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ

12 ИНФОРМАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ Геометрические модели – графические формы и объемные конструкции. Словесные модели – устные и письменные описания с использованием иллюстраций. Математические модели – математические формулы, неравенства, системы и т.п. Структурные модели – схемы, графики, таблицы и т.п. Логические модели – модели, в которых на основе анализа различных условий принимаются решения. Специальные модели – ноты, химические формулы и т.п.

13 Любая информационная модель является системой. Система – это целое, состоящее из элементов взаимосвязанных между собой. Система = элементы + связи между ними Системы бывают: материальные (человек, самолет, дерево); нематериальные (человеческий язык, математика); смешанные (школьная система).

14 Главное свойство любой системы – возникновение «системного эффекта», или «принцип эмерджентности»: при объединении элементов в систему у системы появляются новые свойства, которыми не обладал ни один из элементов системы. Пример – самолет. Главное его свойство – способность к полёту. Ни одна из составляющих его частей в отдельности этим свойством не обладает. Но если собрать их все вместе и соединить строго определенным образом, самолет полетит.

15 Задание 3. Приведите примеры: биологических систем ___________ технических систем _____________ систем в информатике ___________ Задание 4. Перечислите элементы системы «компьютер».

16 Систематизация (классификация) – процесс превращения множества объектов в систему. Структура системы – определенный порядок объединения элементов системы. Структурные информационные модели АЛГОРИТМЫ ТАБЛИЧНЫЕ СХЕМЫ (ГРАФЫ) ИЕРАРХИЧЕСКИЕ СЕТЕВЫЕ

17 Задание 5 Составьте сетевую модель. В первом ряду укажите имена друзей, во втором – их увлечения. Изобразите дугами связи: имя – увлечение.

18 Строение информационной модели: характеристики (параметры) объекта связи между ними Пример: модель равномерного прямолинейного движения. Параметры: скорость v, время t, путь S. Связь между ними: S= v · t. Задание 6. Укажите параметры и связи для модели «Треугольник». Параметры: _________________________ Связи: ______________________________

19 Задание 7 Моделью химической реакции является уравнение этой реакции: 2КОН + Н 2 SO 4 = K 2 SO 4 +2H 2 O Является ли эта модель информа- ционной? _________________ Почему? ___________________ Укажите параметры этой модели. ___________________________ Укажите связи. _______________

20 Формализация – замена реального объекта его информационной моделью. Задание 8 Предложите параметры для информационной модели вашего класса.

21 Компьютерные модели Компьютерные модели – это модели, реализованные на компьютере средствами программного обеспечения. КОМПЬЮТЕРНЫЕ МОДЕЛИ ТЕКСТ ТАБЛИЦЫ ГРАФИКАЗВУК АЛГОРИТМЫ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ – ИНСТРУМЕНТЫ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ.

22 Задание 9. Приведите примеры программных средств для работы с компьютерными моделями. Задание 10. К каким моделям, изученным вами, можно отнести: рисунок, выполненный на компьютере _________________________________ киноафишу _________________________ анатомический муляж _________________ расписание уроков ____________________

23 Основные этапы моделирования на компьютере 1.Построение модели ( обычно описание информационной модели). 2.Формализация модели (запись на каком – либо формальном языке). 3.Построение компьютерной модели (на языке программирования или с использованием прикладной программы). 4.Проведение компьютерного эксперимента. 5.Анализ результатов моделирования.