Graficzny. Graficzne modele informacji Przykłady graficznych modeli informacji

Jakie przykłady modeli informacyjnych można podać dla instytucji edukacyjnych? Jak nauczyciele mogą je wykorzystać w swojej pracy? Spróbujmy znaleźć odpowiedzi na postawione wspólnie pytania.

Co to jest model

Czym są ikoniczne modele informacji? Wszyscy nauczyciele, którzy opanowali nowoczesne technologie informacyjne, wykorzystują ich przykłady w swojej pracy. Najogólniej model to różne sposoby przedstawiania analizowanej rzeczywistości.

Odmiany

Możemy podać przykłady informacyjnych modeli formy materialnej i idealnej.

Opcje naturalne opierają się na obiektywnym przykładzie; istnieją niezależnie od osoby i jej świadomości. Obecnie dzieli się je na opcje fizyczne i analogowe, które opierają się na zjawiskach związanych z badanym przedmiotem.

Modele idealne kojarzą się z ludzkim myśleniem, percepcją i wyobraźnią. Wśród nich są te intuicyjne, które nie pasują do żadnej opcji klasyfikacji.

Podając przykłady figuratywnego modelu informacji, możemy wspomnieć o jednym z takich modeli. Przyjrzyjmy się bliżej ich klasyfikacji.

Tekst idealnych modeli

Modele werbalne wykorzystywane są przez nauczycieli przedmiotów humanistycznych. Pomagają opisać w kolejnych zdaniach pewien obszar, zjawisko, przedmiot, wydarzenie. Jak wyglądałby taki model informacji o lekcjach? Weźmy przykład z kursu literatury. Studiując powieść L.N. Tołstoja „Wojna i pokój”, nauczyciel opisuje wizerunek Nataszy Rostowej. W tym celu wykorzystuje model tekstowy. Dzieci, słuchając nauczyciela, tworzą na podstawie jego postrzegania obrazu tej bohaterki własny obraz bohaterki Tołstoja.

Jeśli nauczyciel historii zapyta swoich uczniów: „Podaj przykłady figuratywnego modelu informacyjnego wydarzeń, które miały miejsce podczas bitwy pod Kulikowem, na podstawie obejrzanych fragmentów”, dzieci tworzą własny obraz tej bitwy. Przekazują to w formie zdań połączonych w jakąś historię.

Możesz podać przykłady werbalnych modeli informacji z kursu fizyki. Studiując temat „Nacisk ciał stałych” w siódmej klasie, nauczyciel mówi dzieciom, jak trudno jest poruszać się po luźnym śniegu bez nart. Następnie dzieci w wieku szkolnym proszone są o wyjaśnienie przyczyny tego zjawiska, o wskazanie parametrów, od których zależy badana wielkość fizyczna. Obraz, który pojawia się w głowach dzieci po opowieści nauczyciela, pomaga im odpowiedzieć na postawione pytanie.

Przykładami takiego modelu są podręcznik i przepisy ruchu drogowego.

Modele matematyczne

Uważane są za szeroką klasę modeli kultowych. Modele matematyczne opierają się na wykorzystaniu zależności, porównań i innych metod stosowanych w tej nauce. Podając przykłady modeli informacyjnych opartych na metodach matematycznych, można wspomnieć o rozwiązywaniu równań kwadratowych i sporządzaniu proporcji. Wszystkie sekcje geometrii, które obejmują wyprowadzanie i udowadnianie twierdzeń, są również związane z konstrukcją modelu matematycznego. Taki przedmiot szkolny jak ekonomia nie może się bez nich obejść.

Modele informacyjne

Uważane są za klasę ikonicznych modeli opisujących wszelkie procesy informacyjne: powstawanie, przekazywanie, zmianę i zastosowanie informacji w różnych systemach. Przykłady tabelarycznych modeli informacji w szkole można znaleźć na lekcjach geografii w 10. klasie. Studiując geografię gospodarczą, model tabelaryczny pomaga wyraźnie zobaczyć główne cechy kraju i wykorzystać materiał do skompilowania pełnej historii.

Ponadto przykłady tabelarycznych modeli informacji można znaleźć w każdym kursie szkolnym. W chemii jest to tabela rozpuszczalności związków, a także układ okresowy Mendelejewa. W fizyce bez tabel trudno jest nauczycielowi wyjaśnić podstawowe pojęcia studiowane w temacie „Elektryczność”. W historii za ich pomocą wiedza jest usystematyzowana; w jednej kolumnie dzieci wpisują ważne daty historyczne, a w drugiej opisują odpowiadające im wydarzenia.

Relacje między modelami

Istnieje warunkowa granica pomiędzy modelami informacyjnymi, matematycznymi i werbalnymi. Wszystkie 3 przykłady modeli informacyjnych można znaleźć w dyscyplinach szkolnych. Tak więc w przypadku matematyki za najbardziej popularne uważa się fizykę, informatykę, opcje matematyczne i informacyjne. Ale bez modelu werbalnego dzieci nie będą w stanie wyjaśnić zjawisk, algorytmów, równań i nierówności.

Funkcje modelowania

Zanim rozważymy przykłady graficznych modeli informacyjnych, poznajmy cechy modelowania. Model to sztucznie stworzony obiekt. Jest to konieczne, aby uprościć ideę prawdziwego obiektu lub zjawiska. Model w pełni odzwierciedla wszystkie cechy samego pierwotnego procesu. Jeśli otrzymasz zadanie: „Podaj przykład modelu informacyjnego”, musisz zrozumieć istotę procesu.

Mówimy o budowaniu modelu, który ma na celu badanie zjawisk i procesów informacyjnych. W informatyce za taki przedmiot można uznać programowanie. Używając określonego matematycznego języka programowania, możesz przedstawić materiał tekstowy w formie graficznej.

Modelowanie polega na budowie modelu, który jest przeznaczony do badania i badania pierwotnego obiektu, zjawiska, procesu. Powstała kopia posiada jedynie te cechy i właściwości, które są charakterystyczne dla przedmiotu pierwotnego, dopuszcza jednak pewne odstępstwa od ideału.

Podejście aktywne

Pełnoprawne modele można uzyskać stosując podejście systematyczne. Jest to szczególnie prawdziwe w placówkach oświatowych. Przekształcenia, jakie dotknęły szkoły w ostatnich latach, umożliwiły ustanowienie logicznego powiązania pomiędzy poszczególnymi dyscyplinami.

Ta opcja uczenia się oparta na działaniu przyczynia się do kształtowania harmonijnie rozwiniętej osobowości, która rozumie jedność żywego świata oraz wzajemne powiązania poszczególnych procesów i zjawisk.

Jeśli nauczyciel zapyta: „Podaj przykład modelu informacyjnego”, może spokojnie wybrać dowolny przedmiot akademicki. Nie ma dyscypliny, w której nie wykorzystuje się tabel, wykresów, diagramów i prezentacji.

Cechy współczesnej szkoły

Nowe standardy, które zostały wprowadzone do rosyjskich szkół, wymagają rozważenia jednego zjawiska z różnych punktów widzenia. Na przykład z zajęć fizyki dzieci dowiadują się, że elektrony są niezbędne do przepływu prądu elektrycznego w metalach. Otrzymują informację o ładunku tej cząstki ujemnej, określając jej ilość w różnych metalach. Na lekcjach chemii dzieci w wieku szkolnym uczą się o prawdopodobieństwie umieszczenia elektronów na poziomach energetycznych.

Studiując temat „Reakcje utleniania i redukcji”, uczniowie otrzymują informacje o tym, co dzieje się z tymi cząsteczkami ujemnymi podczas interakcji chemicznych. Pomimo tego, że informacja prezentowana jest z różnych pozycji, mówimy o jednym obiekcie – elektronach. Takie systematyczne podejście pozwala ukształtować w umysłach uczniów pełne zrozumienie struktury materii i jej przemian.

W podanym przykładzie badany obiekt rozpatrywany jest jako kompletny system, stanowiący integralną część jednej całości (substancji). W zależności od dyscypliny akademickiej stosowane są pewne cechy i dodatki. W przypadku podejścia systematycznego na pierwszym miejscu nie stoją przyczynowe wyjaśnienia istnienia przedmiotu, ale konieczność uwzględnienia w nim innych składników.

Tworzenie modeli uniwersalnych nabiera szczególnego znaczenia podczas działań eksperymentalnych. Za pomocą komputera osobistego można obliczyć parametry, które będą skojarzone z analizowanym obiektem.

Takie modelowanie jest ważne dla naukowej wiedzy o zjawiskach naturalnych. Na szkolnym kursie informatyki takie działania nazywane są eksperymentem obliczeniowym, który opiera się na trzech ważnych pojęciach: modelu, algorytmie, programie.

Istnieją trzy główne możliwości korzystania z komputera osobistego w szkole:

Przeprowadzanie bezpośrednich obliczeń przy użyciu komputera PC;
tworzenie bazy danych, przekształcanie jej w program lub konkretny algorytm;
utrzymanie interfejsu pomiędzy komputerem a uczniem.

Znaki modeli

Wśród najczęstszych cech, według których można klasyfikować wszystkie modele, wyróżniamy: cel zastosowania, dziedzinę wiedzy, czynnik czasu, możliwość prezentacji.

W zależności od celu postawionego modelowi wyróżnia się wersje eksperymentalne, edukacyjne, gry, symulacyjne, naukowe i techniczne modeli. Przykładowo, na początkowym etapie edukacji szkolnej najbardziej odpowiednie i istotne są technologie gier, które pozwalają dzieciom poczuć się w roli nauczyciela, lekarza czy policjanta. Modele gier dla dzieci w wieku od siedmiu do ośmiu lat są dobrze ukształtowane, ponieważ w przedszkolnych placówkach edukacyjnych są one wykorzystywane jako obowiązkowy element kształtowania cech osobistych dziecka.

Rodzaje modeli

W zależności od dziedziny wiedzy, dla której budowany jest model, obecnie wyróżnia się typy ekonomiczne, biologiczne, socjologiczne i chemiczne. Przykładowo dla cyklu nauk przyrodniczych ważne jest stworzenie modelu, który umożliwiłby wyjaśnienie zjawisk zachodzących w przyrodzie ożywionej i nieożywionej. W socjologii nacisk kładzie się na procesy zachodzące w społeczeństwie.

Na podstawie czynnika czasu rozróżnia się wersje statyczne i dynamiczne modeli. Wersja statyczna charakteryzuje parametry i strukturę obiektu, pozwala opisać wybrane zjawisko (obiekt) w określonym przedziale czasu oraz pozwala uzyskać o nim rzetelne i aktualne informacje.

Każdy model ma określoną formę, wygląd, możliwość prezentacji i opis. Od szkoły oczekuje się rozważenia większej liczby modeli materialnych i niematerialnych, w zależności od specyfiki dyscypliny akademickiej.

Modele materialne zakładają rzeczywiste ucieleśnienie; w pełni odtwarzają wewnętrzną lub zewnętrzną strukturę samego obiektu. Na przykład w geografii takim zredukowanym modelem jest model globu (globusa), na którym naniesione są wszystkie morza i oceany, kontynenty i wyspy. Modele te są bezpośrednio powiązane z podejściem badawczym do nauczania współczesnych dzieci w wieku szkolnym. Są niezbędne przy nauczaniu chemii, fizyki, biologii, astronomii i geografii.

Modelowanie niematerialne polega na wykorzystaniu teoretycznej metody poznania.

Wniosek

Każdy model informacyjny to zbiór informacji o zjawisku, obiekcie lub procesie. Za jego pomocą można scharakteryzować dowolny proces zachodzący w przyrodzie ożywionej i nieożywionej. Różnorodne wykresy, mapy, tabele, diagramy, z których aktywnie korzystają nauczyciele na wszystkich poziomach edukacji, dają pozytywne rezultaty.

Intuicyjne (mentalne) modelowanie pomaga stworzyć pierwsze wrażenie na temat procesu zachodzącego w chemii lub biologii. Dzięki połączeniu wszystkich opcji modeli informacyjnych młodsze pokolenie naszego kraju wykształca adekwatną ocenę jedności świata żywego i nieożywionego. Absolwenci szkoły potrafią samodzielnie budować dowolne modele i wykorzystywać je do badania, analizowania i oceny zdarzeń i zjawisk.

modele

Różnorodność modeli graficznych jest dość duża. Przyjrzyjmy się niektórym z nich.

Wykresy

Wykresy to wizualny sposób przedstawienia składu i struktury systemów. Spójrzmy na przykład. Istnieje słowny opis jakiegoś obszaru.

Obwód składa się z pięciu wsi: Dedkino, Repkino, Babkino, Koshkino i Myszkino. Autostrady przebiegają pomiędzy: Dedkino i Babkino, Dedkino i Koshkino, Babkino i Myszkino, Babkino i Koshkino, Koshkino i Repkino.

Z takiego opisu dość trudno wyobrazić sobie ten obszar. Te same informacje znacznie łatwiej jest dostrzec za pomocą diagramu. To nie jest mapa okolicy. Kierunki kardynalne nie są tu zachowane, a skala nie jest zachowana. Schemat ten odzwierciedla jedynie fakt istnienia pięciu wsi i połączenia drogowego pomiędzy nimi. Taki diagram, przedstawiający skład elementarny układu i strukturę połączeń, nazywa się wykresem.

Składowymi grafu są wierzchołki i krawędzie. Na rysunku wierzchołki pokazano w postaci okręgów - są to elementy układu, a krawędzie w postaci linii - są to połączenia (zależności) pomiędzy elementami. Patrząc na ten wykres, łatwo jest zrozumieć strukturę układu drogowego na danym obszarze.

Skonstruowany wykres pozwala na przykład odpowiedzieć na pytanie: przez jakie wsie należy przejść, aby dostać się z Repkina do Myszkina? Widać, że istnieją dwie możliwe ścieżki: 1) R - K - B - M i 2) R - K - D - B - M. Czy z tego można wyciągnąć wniosek, że pierwsza ścieżka jest krótsza niż druga? ? Nie, nie możesz. Wykres ten nie zawiera cech ilościowych. To nie jest mapa, na której zachowana jest skala i można mierzyć odległość.

Wykres pokazany na poniższym rysunku zawiera charakterystykę ilościową. Liczby przy krawędziach wskazują długość dróg w kilometrach. To jest przykład wykresu ważonego. Wykres ważony może zawierać charakterystyki ilościowe nie tylko połączeń, ale także wierzchołków. Na przykład wierzchołki mogą wskazywać populację każdej wioski. Z danych grafu ważonego wynika, że druga ścieżka jest dłuższa od pierwszej.
Takie grafy nazywane są także sieciami. Sieć charakteryzuje się możliwością wielu różnych ścieżek ruchu wzdłuż krawędzi pomiędzy pewnymi parami wierzchołków. Sieci charakteryzują się również obecnością zamkniętych ścieżek zwanych pętlami. W tym przypadku mamy do czynienia z cyklem: K-D-B-K

Na omawianych diagramach każda krawędź wskazuje na obecność połączenia drogowego pomiędzy dwoma punktami. Ale połączenie drogowe działa jednakowo w obu kierunkach: jeśli można jechać drogą z B do M, to można nią jechać także z M do B (zakładamy, że jest ruch dwukierunkowy). Takie grafy są nieskierowane, a ich połączenia nazywane są symetrycznymi.

Jakościowo inny przykład wykresu pokazano na poniższym rysunku.

Ten przykład dotyczy medycyny. Wiadomo, że różni ludzie mają różne grupy krwi. Istnieją cztery grupy krwi. Okazuje się, że podczas transfuzji krwi od jednej osoby do drugiej, nie wszystkie grupy są zgodne. Wykres przedstawia możliwe opcje transfuzji krwi. Grupy krwi to wierzchołki wykresu z odpowiadającymi im liczbami, a strzałki wskazują na możliwość transfuzji jednej grupy krwi osobie o innej grupie krwi. Na przykład z tego wykresu jasno wynika, że krew pierwszej grupy można przetoczyć dowolnej osobie, a osoba posiadająca pierwszą grupę krwi przyjmuje tylko krew swojej własnej grupy. Można też zauważyć, że osobie z grupą krwi IV można przetoczyć dowolną krew, ale jej własną krew można przetoczyć tylko do tej samej grupy.

Połączenia między wierzchołkami tego grafu są asymetryczne i dlatego są przedstawione za pomocą skierowanych linii ze strzałkami. Takie linie nazywane są zwykle łukami (w przeciwieństwie do krawędzi grafów nieskierowanych). Graf o takich właściwościach nazywa się skierowanym. Linię wychodzącą i wchodzącą z tego samego wierzchołka nazywa się pętlą. W tym przykładzie są cztery pętle.

Drzewo – wykres struktury hierarchicznej

Bardzo powszechnym typem systemów są systemy o strukturze hierarchicznej. Struktura hierarchiczna powstaje naturalnie, gdy obiekty lub niektóre ich właściwości pozostają w relacji podporządkowania (zagnieżdżanie, dziedziczenie). Z reguły systemy zarządzania administracyjnego mają strukturę hierarchiczną, pomiędzy elementami, pomiędzy którymi ustalane są relacje podporządkowania (dyrektor zakładu – kierownicy zakładów – kierownicy sekcji – brygadziści – pracownicy). Systemy mają także strukturę hierarchiczną, pomiędzy elementami których zachodzą relacje wchodzenia w siebie.

Wykres o strukturze hierarchicznej nazywa się drzewem. Główną właściwością drzewa jest to, że pomiędzy dowolnymi dwoma jego wierzchołkami istnieje tylko jedna ścieżka. Drzewa nie zawierają cykli ani pętli.

Drzewo struktury administracyjnej Federacji Rosyjskiej

Spójrz na wykres przedstawiający hierarchiczną strukturę administracyjną naszego państwa: Federacja Rosyjska jest podzielona na siedem okręgów administracyjnych; Okręgi dzielą się na regiony (regiony i republiki narodowe), do których zaliczają się miasta i inne osady. Taki graf nazywa się drzewem.

Drzewo ma jeden główny wierzchołek, który nazywa się korzeniem drzewa. Ten szczyt jest przedstawiony na górze; wychodzą z niego gałęzie drzew. Poziomy drzewa zaczynają się liczyć od korzenia. Wierzchołki bezpośrednio połączone z korzeniem tworzą pierwszy poziom. Od nich są połączenia z wierzchołkami drugiego poziomu itp. Każdy wierzchołek drzewa (z wyjątkiem korzenia) ma jeden wierzchołek źródłowy na poprzednim poziomie i może mieć wiele wierzchołków potomnych na następnym poziomie. Tę zasadę komunikacji nazywa się „jeden do wielu”. Wierzchołki, które nie mają dzieci, nazywane są liśćmi (w naszym grafie są to wierzchołki reprezentujące miasta).

Modelowanie graficzne wyniki badań naukowych.

Ogólny cel grafiki naukowej można sformułować następująco: uczynić to, co niewidzialne i abstrakcyjne, „widzialnym”. Ostatnie słowo w cudzysłowie, bo... ten wygląd jest często bardzo warunkowy. Można zobaczyć rozkład temperatury wewnątrz nierównomiernie nagrzanego korpusu o skomplikowanym kształcie bez konieczności wprowadzania do niego setek mikrosensorów, tj. zasadniczo jego zniszczenie? – Tak, jest to możliwe, jeśli istnieje odpowiedni model matematyczny i, co bardzo ważne, zgoda co do postrzegania pewnych konwencji na rysunku. Widać dystrybucja rud metali pod ziemią bez wykopu? Z potrojenie powierzchni obcej planety na podstawie wyników radarowych? Tak, jest to możliwe, przy pomocy grafiki komputerowej i poprzedzającej ją obróbki matematycznej.

Co więcej, można „zobaczyć” coś, co ściśle rzecz biorąc, w ogóle nie odpowiada słowu „widzieć”. Zatem nauka, która powstała na styku chemii i fizyki – chemia kwantowa – daje nam możliwość „zobaczenia” struktury cząsteczki. Te obrazy to szczyt abstrakcji i system konwencji, ponieważ w świecie atomowym nasze zwykłe koncepcje cząstek (jądra, elektrony itp.) zasadniczo nie mają zastosowania. Jednak wielobarwny „obraz” cząsteczki na ekranie komputera, dla tych, którzy rozumieją pełen zakres jej konwencji, przynosi więcej korzyści niż tysiące liczb będących wynikiem obliczeń.

Izoliny.

Standardową techniką przetwarzania wyników eksperymentu obliczeniowego jest konstruowanie linii (powierzchni), zwanych izoliniami (izopowierzchniami), wzdłuż których jakaś funkcja ma stałą wartość. Jest to bardzo powszechna technika wizualizacji charakterystyki pewnego pola skalarnego w przybliżeniu ośrodka ciągłego: izotermy - linie o jednakowej temperaturze; izobary – linie jednakowego ciśnienia; izolinie wielkości ekologicznej populacji na danym obszarze itp.

Kolory warunkowe, kontrast warunkowy

To technika współczesnej grafiki naukowej - kolorowanie warunkowe. Znajduje szerokie zastosowanie w najróżniejszych zastosowaniach naukowych i stanowi zestaw technik służących do najwygodniejszej wizualizacji wyników modelowania komputerowego.

W różnych badaniach pól temperatur pojawia się problem wizualnego przedstawienia wyników, na przykład temperatur na mapach meteorologicznych. Aby to zrobić, możesz narysować izotermy na tle mapy obszaru. Ale możesz osiągnąć jeszcze większą przejrzystość, biorąc pod uwagę, że większość ludzi postrzega kolor czerwony jako „gorący”, a niebieski jako „zimny”. Przejście wzdłuż widma od czerwonego do niebieskiego odzwierciedla pośrednie wartości temperatury. Podczas poszukiwania minerałów za pomocą zdjęć lotniczych z samolotów lub satelitów kosmicznych komputery tworzą warunkowe kolorowe obrazy rozkładów gęstości pod powierzchnią Ziemi itp.

Obrazy w warunkowych kolorach i kontrastach są potężną techniką w grafice naukowej.

Nie należy mylić nauka o graficznym modelowaniu informacji wraz z badaniem technologii graficznego przetwarzania informacji
Konstruowanie prostych modeli graficznych w postaci wykresów i struktur hierarchicznych jest właściwe na podstawowym kursie informatyki.
Implementacja naukowych modeli graficznych poprzez programowanie jest materiałem o podwyższonym stopniu trudności, którego praktyczne rozwinięcie jest właściwe na specjalistycznym kursie z informatyki.

Ćwiczenia :

Wybierz zadania praktyczne wraz z rozwiązaniami do kursów podstawowych i specjalistycznych z informatyki.

Kontrola pracy domowej Podaj różne przykłady graficznych modeli informacji. Podaj różne przykłady graficznych modeli informacji. Model graficzny Twojego mieszkania. Co to jest: mapa, diagram, rysunek? Model graficzny Twojego mieszkania. Co to jest: mapa, diagram, rysunek? Jaka forma modelu graficznego (mapa, diagram, rysunek, wykres) ma zastosowanie do procesów wyświetlania? Podaj przykłady. Jaka forma modelu graficznego (mapa, diagram, rysunek, wykres) ma zastosowanie do procesów wyświetlania? Podaj przykłady.

Symulacja dynamiczna

Sensowne sformułowanie problemu W treningu tenisistów wykorzystuje się maszyny, które rzucają piłkę w określone miejsce na korcie. Należy ustawić maszynę na wymaganą prędkość i kąt rzucania piłki, aby trafić w obszar o określonej wielkości znajdujący się w znanej odległości.

Jakościowy model opisowy: kula jest niewielka w porównaniu do Ziemi, dlatego można ją uznać za punkt materialny; kula jest mała w porównaniu do Ziemi, więc można ją uznać za punkt materialny; zmiana wysokości kuli jest niewielka, dlatego przyspieszenie ziemskie można uznać za stałą wartość g = 9,8 m/s 2, a ruch wzdłuż osi Y można uznać za równomiernie przyspieszony; zmiana wysokości kuli jest niewielka, dlatego przyspieszenie ziemskie można uznać za stałą wartość g = 9,8 m/s 2, a ruch wzdłuż osi Y można uznać za równomiernie przyspieszony; prędkość rzucania ciała jest mała, dlatego opór powietrza można pominąć, a ruch wzdłuż osi X można uznać za równomierny. prędkość rzucania ciała jest mała, dlatego opór powietrza można pominąć, a ruch wzdłuż osi X można uznać za równomierny.

Model matematyczny x = v0 cosα t y = v0 sinα t – g t 2 /2 v0 sinα t – g t 2 /2 = 0 t (v0 sinα – g t/2) = 0 v0 sinα – g t/2 = 0 t = (2 v0 sinα)/g x = (v0 cosα 2 v0 sinα)/g = (v0 2 sin2α)/g S x S+ L – „trafienie” Jeśli x wynosi S+L, to oznacza to „przelot”.

Model komputerowy w języku Pascal Model komputerowy w języku Pascal program s1; używa wykresu; (podłączenie modułu graficznego) wykorzystuje wykres; (połączenie modułu graficznego) var g, V0, A, t: real; var g, V0, A, t: rzeczywisty; gr, gm, S, L, x, i, y: liczba całkowita; gr, gm, S, L, x, i, y: liczba całkowita;

Model komputera w języku Turbo Pascal Model komputera w języku Turbo Pascal zaczyna się od g:=9,8; g:=9,8; readln(v0, a, S, L); gr:=wykryj; initgraph(gr,gm,""); (wywołaj procedurę GRAPH) line(0,200,600,200);(narysuj oś x) line(0,0,0,600);(narysuj oś y) setcolor(3);(ustaw kolor niebieski) line(S*10,200 ,(S+L) *10200); (narysuj platformę)
Model komputerowy w języku Turbo Pascal Model komputerowy w języku Turbo Pascal x:=round(v0*v0*sin(2*a*3.14/180)/g); jeśli x S+L, to outtextxy(500,100,„perelet”) else outtextxy(500,100,„popal”); (zapisz wynik lotu) readln;closegraph;end.

CELE:

EDUKACJA OGÓLNA:
uczyć budowania modeli badanych obiektów za pomocą diagramów;
opanować sposoby wizualizacji danych liczbowych;
utrwalenie koncepcji i umiejętności pracy z arkuszem kalkulacyjnym Microsoft Excel;
uogólnienie i utrwalenie materiału na temat: „Podstawy doktryny komórki”

ROZWOJOWY:

rozwijać umiejętności formalizacji podczas rozwiązywania problemów informacyjnych za pomocą elektronicznych narzędzi procesorowych;
rozwinąć umiejętność analizy i uogólniania studiowanego materiału.

EDUKACJA:

postrzeganie komputera jako narzędzia przetwarzania obiektów informacyjnych;
kształtowanie u uczniów wyobrażenia o szkodliwym wpływie czynników środowiskowych na funkcje życiowe organizmu.

SPRZĘT:

Tabele, manekiny, karty zadań, komputery, oprogramowanie - Excel, prezentacja edukacyjna „Komórka”<Приложение1>, prezentacja „Model”< Приложение2>, mapa geograficzna Europy, model mózgu ptaka, model szkieletu człowieka, mikroskop.

POSTĘP LEKCJI

I. ORGANIZACJA ZAJĘĆ

II. UWAGI WSTĘPNE (nauczyciel informatyki)

Obecnie do najbardziej uderzających odkryć dochodzi na styku nauk. Pojawiają się nowe nauki: bioinżynieria, bionika, bioinformatyka. Jest to uderzający przykład integracji nauk. Dzisiaj na lekcji połączymy informacje z informatyki i biologii na tematy „Modele”, „Budowanie wykresów i wykresów w ET Excel”, „Podstawy badania komórki” przy użyciu technologii komputerowej.

III. AKTUALIZACJA WIEDZY

INFORMATYKA

Odpowiedź od ucznia na temat „Modelowanie”

Pokaz prezentacji „Model”

Pytania na temat „Modele”:

Co to jest model?

Jakie właściwości obiektów rzeczywistych są odtwarzane w następujący sposób?
modele:

fikcyjne jabłko;
wypchany ptak;
szkielet ludzki w klasie biologii.

Co to jest model informacyjny?

Wyjaśnij różnicę pomiędzy modelem technicznym statku powietrznego a modelem informacyjnym statku powietrznego – rysunkiem.

Podaj różne przykłady graficznych modeli informacji.

Jaka forma modelu graficznego (mapa, diagram, rysunek, wykres) ma zastosowanie do procesów wyświetlania?

IV. Praca w notatniku

Nauczyciel demonstruje różne modele w biologii.

W pierwszej kolumnie zeszytu zapisz modele materialne, w drugiej kolumnie modele informacyjne,

W drugiej kolumnie zaznacz modele graficzne.

V. Wyjaśnienie nowego materiału(„Symulacja komputerowa”)

Modelowanie to metoda poznania polegająca na tworzeniu i badaniu modeli.

W prawie wszystkich naukach o przyrodzie, ożywionej i nieożywionej, o społeczeństwie, konstruowanie i wykorzystywanie modeli jest potężnym narzędziem wiedzy. Rzeczywiste obiekty i procesy są tak różnorodne i złożone, że najlepszym sposobem ich badania jest często zbudowanie modelu odzwierciedlającego tylko niektóre aspekty rzeczywistości, a zatem wielokrotnie prostszego od tej rzeczywistości, oraz zbadanie tego modelu. Wielowiekowe doświadczenia w rozwoju nauki udowodniły w praktyce owocność tego podejścia.

Istnieją dwie różne ścieżki modelowania. Model może być podobną kopią obiektu, wykonaną z innego materiału, w innej skali, z brakiem szeregu detali. Na przykład jest to łódź z zabawkami, samolot, dom z klocków i wiele innych pełnowymiarowych modeli. Model może jednak odzwierciedlać rzeczywistość w sposób bardziej abstrakcyjny – opis werbalny w dowolnej formie, opis sformalizowany według pewnych reguł, zależności matematyczne itp.

Cele modelowania:

model jest potrzebny, aby zrozumieć, jak zbudowany jest konkretny obiekt (lub jak zachodzi proces), jaka jest jego struktura, podstawowe właściwości, prawa rozwoju i interakcji ze światem zewnętrznym (zrozumienie);
model jest potrzebny, aby nauczyć się zarządzać obiektem (procesem) i określić najlepsze metody zarządzania dla danych celów i kryteriów (zarządzanie);
model jest potrzebny do przewidywania bezpośrednich i pośrednich skutków wdrożenia danych metod i form oddziaływania na obiekt (prognozowanie).

Cele te można połączyć w jednym modelu lub osiągnąć oddzielnie.

Ludzkość na przestrzeni swojej historii stosowała różne metody i narzędzia do tworzenia modeli informacyjnych. Metody te są stale udoskonalane. Tym samym powstały pierwsze modele informacyjne w postaci malowideł naskalnych, jednak obecnie modele informacyjne są zwykle budowane i badane przy użyciu nowoczesnych technologii komputerowych.

Główne etapy opracowywania i badania modeli na komputerze:

Wykorzystanie komputera do badania modeli informacyjnych różnych obiektów i systemów pozwala na badanie ich zmian w zależności od wartości określonych parametrów. Proces opracowywania modeli i badania ich na komputerze można podzielić na kilka głównych etapów.

Na pierwszym etapie badania obiektu lub procesu zwykle jest on budowany opisowy model informacji. Model ten podkreśla istotne z punktu widzenia celów,

prowadzonych badań, parametrów obiektu, pomijając parametry nieistotne.

Na drugim etapie powstaje sformalizowany model, to znaczy opisowy model informacji jest napisany przy użyciu jakiegoś formalnego języka. W takim modelu za pomocą wzorów, równań, nierówności itp. Ustalane są formalne zależności między wartościami początkowymi i końcowymi właściwości obiektów, a także nakładane są ograniczenia na dopuszczalne wartości tych właściwości .

Jednak nie zawsze możliwe jest znalezienie wzorów, które wyraźnie wyrażają pożądane ilości na podstawie danych początkowych. W takich przypadkach stosuje się przybliżone metody matematyczne, aby uzyskać wyniki z zadaną dokładnością.

W trzecim etapie konieczne jest przekształcenie sformalizowanego modelu informacji w model komputera, to znaczy wyrazić to w języku zrozumiałym dla komputera. Istnieją dwa zasadniczo różne sposoby budowania modelu komputerowego:

skonstruowanie algorytmu rozwiązania problemu i zakodowanie go w jednym z języków programowania;
budowanie modelu komputerowego za pomocą
jednej z aplikacji (arkusze kalkulacyjne, DBMS itp.).

W procesie tworzenia modelu komputerowego przydatne jest opracowanie wygodnego interfejsu graficznego, który pozwoli na wizualizację modelu formalnego, a także realizację interaktywnego dialogu pomiędzy osobą a komputerem na etapie studiowania modelu.

Czwartym etapem badań modelu informacyjnego jest przeprowadzenie eksperyment komputerowy. Jeśli model komputera istnieje w postaci programu w jednym z języków programowania, należy go wykonać i uzyskać wyniki.

Jeśli model komputera jest sprawdzany w aplikacji takiej jak arkusz kalkulacyjny, można sortować lub przeszukiwać dane, tworzyć wykresy itp.

Piąty etap składa się z analiza uzyskanych wyników i dostosowanie badanego modelu. Jeżeli wyniki uzyskane z badania modelu informacyjnego odbiegają od zmierzonych parametrów obiektów rzeczywistych, można stwierdzić, że na wcześniejszych etapach budowy modelu popełniono błędy lub niedokładności. Na przykład podczas budowania opisowego modelu jakościowego.

Przed zbudowaniem modelu informacyjnego przeprowadzana jest analiza systemowa obiektu modelowanego.

Zadaniem analizy systemu jest identyfikacja istotnych części, właściwości, połączeń modelowanego systemu i określenie jego struktury.

BIOLOGIA

VI . Wprowadzenie do nauczyciela biologii

Biologia bada różnorodność form życia. Na Ziemi występuje ogromna różnorodność organizmów. Różnią się od siebie wieloma istotnymi cechami, ale łączy je wspólna cecha – budowa komórkowa.

VII . Zadanie indywidualne z wykorzystaniem kart (4 osoby przy tablicy)

KARTA nr 1

Jaka jest struktura komórki?

Napisz na tablicy, z jakich głównych, głównych części składa się komórka.

KARTA nr 2

Napisz na tablicy organelle komórkowe - specjalne narządy komórkowe zlokalizowane w cytoplazmie, w których zachodzą główne procesy życiowe.

KARTA nr 3

Za pomocą pomocy magnetycznej złóż model komórki zwierzęcej.

KARTA nr 4

Dlaczego w arkuszach kalkulacyjnych używa się wykładniczej (naukowej) reprezentacji liczb?

Obecne liczby w formacie naukowym.

VIII. Aktualizacja wiedzy (rozmowa z klasą)

Prezentacja prezentacji „Klatka”

PYTANIA I ZADANIA NA TEMAT „KOMÓRKA”:

Jaką budowę ma komórka zwierzęca i roślinna?
Czym różni się komórka zwierzęca od komórki roślinnej?
Jakie są podobieństwa w budowie komórek różnych organizmów?
Napisz na tablicy, z jakich głównych, głównych części składa się komórka (zwróć uwagę na poprawną pisownię słów).
Funkcja, znaczenie, rola: błona komórkowa, cytoplazma, jądro.
Dlaczego cytoplazmę nazywa się środowiskiem wewnętrznym komórki?
Wymień organelle komórkowe (nazywane są również specjalnymi narządami komórkowymi).
Które komórki nie mają jądra? Jak się one również nazywają?
Jak nazywają się organizmy, których komórki posiadają jądro?
Co bada cytologia?
Historia cytologii.
Jak nazywa się tkanina?
Ile pierwiastków chemicznych znajduje się w układzie okresowym Mendelejewa?
Ile pierwiastków chemicznych zawiera komórka zwierzęca?
Makroskładniki to...
Jakie znaczenie ma węgiel?
Zapisz symbole chemiczne makroelementów.
Jakie znaczenie mają makroelementy?
Mikroelementy to...
Zapisz symbole chemiczne mikroelementów.
Jakie znaczenie mają mikroelementy?
Jakie choroby powstają z powodu braku mikroelementów?
Jakie związki chemiczne występują w komórce?

IX. Sprawdzanie zadań na tablicy

INFORMATYKA

X. Modelowanie komputerowe (nauczyciel informatyki)

Wizualnym sposobem przedstawienia modeli informacji są obrazy graficzne: mapy, rysunki, diagramy, wykresy.

Arkusze kalkulacyjne (a także bazy danych) można uznać za modele informacyjne rzeczywistych obiektów lub procesów.

Sposobem wizualnego przedstawienia danych liczbowych jest diagram.

Rodzaj wykresu dobierany jest w zależności od danych prezentowanych na wykresie oraz konieczności uzyskania wynikających z nich opisów zależności liczbowych.

Diagram składa się z kilku elementów, które można edytować sekwencyjnie i niezależnie od siebie, wybierając żądany obiekt podwójnym kliknięciem myszki.

Wykorzystując materiał biologiczny na temat „komórka”, zbudujemy graficzny model informacji

Uczniowie pracują w parach (jeden pełni rolę konsultanta i odpowiada na pytania z tematu „arkusze kalkulacyjne”, drugi wykonuje na komputerze zadanie polegające na zbudowaniu modelu)

Zadanie nr 1

Zbuduj informacyjny model graficzny (wykres słupkowy) odzwierciedlający zawartość pierwiastków chemicznych w komórce, korzystając z arkusza kalkulacyjnego Microsoft Excel.

Elementy	Ilość (w%)
Tlen	70
Węgiel	15
Wodór	9
Azot	2,2
Wapń	2
Fosfor	1
Potas	0,4
Siarka	0,2
Chlor	0,1
Magnez	0,03
Sód	0,03
Mikroelementy	0,025
Żelazo	0,015

Pytania na temat „Arkusze kalkulacyjne”:

Co to jest procesor stołowy?
Jakie funkcje ma arkusz kalkulacyjny?
Jak nazywa się komórka w arkuszu kalkulacyjnym?
Jak nazywają się komórki tabeli?
Jakie informacje mogą być przechowywane w komórkach?
Jak wprowadzić formułę do komórki?
Jaka jest różnica między trybem wyświetlania formuły a trybem wyświetlania wartości?
Co się stanie w arkuszu kalkulacyjnym, gdy zastąpisz liczbę w komórce nową wartością?
Co należy zrobić, aby zaznaczyć całą linię?
Co trzeba zrobić, żeby wybrać całą kolumnę?
W jakich formatach arkusze kalkulacyjne mogą prezentować dane liczbowe?
Do czego służą diagramy?
Jakie rodzaje diagramów znasz?
Co przedstawia legenda?
Kiedy używany jest format liczb naukowych lub wykładniczych?
Jakie wbudowane funkcje mają arkusze kalkulacyjne?

XI. Komponent regionalny

XII. Fizminutka

BIOLOGIA

XIII. Analiza systemu

Jakie jest znaczenie wody?
Jakie znaczenie mają minerały?
Jakie znaczenie mają substancje organiczne: białka, węglowodany, tłuszcze (lipidy), kwasy nukleinowe?
Dlaczego komórkę uważa się za najbardziej złożone laboratorium chemiczne?
Jakie procesy życiowe zachodzą w komórkach?

INFORMATYKA

XIV. Symulacja komputerowa

Zadanie nr 2

Zbuduj informacyjny model graficzny (wykres kołowy) obrazujący zawartość związków chemicznych w komórce, korzystając z arkusza kalkulacyjnego Microsoft Excel.

XV. Wpływ czynników środowiskowych na funkcje życiowe organizmu

(alkohol, nikatyna, narkotyki, zanieczyszczenie środowiska)

Rozmowa ze studentami.

XVI. Podsumowując:

Nauczyciel informatyki:

Nauczyciel biologii:

Praca domowa:

INFORMATYKA

Zapisz w zeszycie trudne do zapamiętania słowa z badanego tematu (wykładniczy, modelowy, arkusz kalkulacyjny, eksperyment komputerowy).

Zadanie wiodące: