|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Линия моделирования и базы данных. БД «Поликлиника» Фамилия пациента Дата рождения Номер участкаСтр 1 из 3Следующая ⇒
БД «Поликлиника»
Нетрудно понять недостатки такой организации данных. Во-первых, очевидна избыточность информации: повторение даты рождения одного и того же человека, повторение фамилии врача одного и того же участка. В такой БД велика вероятность иметь недостоверные, противоречивые данные. Например, если на втором участке сменится врач, то придется просматривать всю базу и вносить изменения во все записи, относящиеся к этому участку. При этом велика вероятность что-то пропустить. После каждого нового посещения пациентом больницы потребуется снова вводить его дату рождения, номер участка, фамилию врача, т.е. информацию, уже существующую в БД. Полученная таблица соответствует первой нормальной форме. Для устранения отмеченных недостатков требуется ее дальнейшая нормализация. Структура такой таблицы (отношения) описывается следующим образом: ПОЛИКЛИНИКА (ФАМИЛИЯ, ДАТА_РОЖДЕНИЯ, УЧАСТОК, ВРАЧ, ДАТА ПОСЕЩЕНИЯ, ДИАГНОЗ) Необходимо установить ключ записей. Здесь ключ составной, который включает в себя два поля: ФАМИЛИЯ и ДАТА_ПОСЕЩЕНИЯ. Каждая запись — это информация о конкретном посещении пациентом больницы. Если допустить, что в течение одного дня данный пациент может сделать только один визит к участковому врачу, то в разных записях не будет повторяться комбинация двух полей: фамилии пациента и даты посещения врача. Согласно определению второй нормальной формы, все неключевые поля должны функционально зависеть от полного ключа. В данной таблице лишь ДИАГНОЗ определяется одновременно фамилией пациента и датой посещения. Остальные поля связаны лишь с фамилией, т. е. от даты посещения они не зависят. Для преобразования ко второй нормальной форме таблицу нужно разбить на две следующие: ПОСЕЩЕНИЯ (ФАМИЛИЯ, ДАТА ПОСЕЩЕНИЯ, ДИАГНОЗ) ПАЦИЕНТЫ (ФАМИЛИЯ, ДАТА_РОЖДЕНИЯ, УЧАСТОК, ВРАЧ) В отношении ПОСЕЩЕНИЯ по-прежнему действует составной ключ из двух полей, а в отношении ПАЦИЕНТЫ — одно ключевое поле ФАМИЛИЯ. Во втором отношении имеется так называемая транзитивная зависимость. Она отображается следующим образом:
Значение поля ВРАЧ связано с фамилией пациента транзитивно через поле УЧАСТОК. В самом деле, всякий участковый врач приписан к своему участку и обслуживает больных, относящихся к данному участку. Согласно определению третьей нормальной формы в отношении не должно быть транзитивных зависимостей. Значит, требуется еще одно разбиение отношения ПАЦИЕНТЫ на два отношения. В итоге получаем базу данных, состоящую из трех отношений: ПОСЕЩЕНИЯ (ФАМИЛИЯ, ДАТА ПОСЕЩЕНИЯ, ДИАГНОЗ) ПАЦИЕНТЫ (ФАМИЛИЯ, ДАТА_РОЖДЕНИЯ, УЧАСТОК) ВРАЧИ (УЧАСТОК, ВРАЧ) В третьем отношении ключом является номер участка, поскольку он повторяться не может. В то же время возможна ситуация, когда один врач обслуживает больше одного участка. Полученная структура БД удовлетворяет требованиям третьей нормальной формы: в таблицах все неключевые поля полностью функционально зависят от своих ключей и отсутствуют транзитивные зависимости. Еще одним важным свойством полученной БД является то, что между тремя отношениями существует взаимосвязь через общие поля. Отношения ПОСЕЩЕНИЯ и ПАЦИЕНТЫ связаны общим полем ФАМИЛИЯ. Отношения ПАЦИЕНТЫ и ВРАЧИ связаны через поле УЧАСТОК. Для связанных таблиц существует еще одно понятие: тип связи. Возможны три варианта типа связей: «один — к—одному», «один—ко—многим», «многие — ко — многим». В нашем примере между связанными таблицами существуют связи типа «один — ко — многим», и схематически они отображаются так:
Смысл следующий: у каждого врача (на каждом участке) много пациентов; каждый пациент посещает врача множество раз. В приведенном примере показана процедура нормализации в строгом соответствии с теорией реляционных баз данных. Понимание смысла этой процедуры очень полезно для учителя. На примере приведенной выше таблицы ПОЛИКЛИНИКА нужно увидеть три различных типа объектов, к которым относится данная информация: это пациенты поликлиники, врачи и посещения пациентами врачей. Соответственно строятся три таблицы, содержащие атрибуты, относящиеся к этим трем типам объектов и связанные между собой через общие поля. Информационное моделирование и электронные таблицы Изучаемые вопросы: • Что такое математическая модель. • Понятия: компьютерная математическая модель, численный эксперимент. • Пример реализации математической модели на электронной таблице. Электронные таблицы являются удобной инструментальной средой для решения задач математического моделирования. Что же такое математическая модель? Это описание состояния или поведения некоторой реальной системы (объекта, процесса) на языке математики, т.е. с помощью формул, уравнений и других математических соотношений. Характерная конфигурация всякой математической модели представлена на рис. 2.
Рис.2. Обобщенная структура математической модели Здесь Х и У — некоторые количественные характеристики моделируемой системы. Реализация математической модели — это применение определенного метода расчетов значений выходных параметров по значениям входных параметров. Технология электронных таблиц — один из возможных методов реализации математической модели. Другими методами реализации математической модели может быть составление программ на языках программирования, применение математических пакетов (MathCAD, Математика и др.), применение специализированных программных систем для моделирования. Реализованные такими средствами математические модели будем называть компьютерными математическими моделями. Цель создания компьютерной математической модели — проведение численного эксперимента, позволяющего исследовать моделируемую систему, спрогнозировать ее поведение, подобрать оптимальные параметры и пр. Итак, характерные признаки компьютерной математической модели следующие: • наличие реального объекта моделирования; • наличие количественных характеристик объекта: входных и выходных параметров; • наличие математической связи между входными и выходными параметрами; • реализация модели с помощью определенных компьютерных средств. В качестве примера использования электронных таблиц для математического моделирования рассмотрим задачу о выборе места строительства железнодорожной станции из учебников. Условие задачи. Пять населенных пунктов расположены вблизи прямолинейного участка железной дороги. Требуется выбрать место строительства железнодорожной станции, исходя из следующего критерия: расстояние от станции до самого удаленного пункта должно быть минимально возможным. Для решения задачи выбирается система координат, в которой ось Х направлена по железнодорожной линии. В этой системе задаются координаты населенных пунктов. Допустим, что расстояние между самыми удаленными в направлении оси Х пунктами равно 10 км. Начало координат выберем так, чтобы Х-координата самого левого пункта была равна 0. Тогда Х-координата самого правого пункта будет равна 10. Пусть координаты всех населенных пунктов в этой системе будут следующими: 1 - (0, 6); 2 - (2, 4); 3 - (5, -3); 4 - (7, 3); 5 - (10, 2). В данном списке указан порядковый номер пункта и его координаты. Ниже приводится проект электронной таблицы (табл. 10.3), решающей эту задачу. Таблица 3
Для решения задачи применяется метод дискретизации: на участке железной дороги, ограниченном Х координатами от 0 до 10, рассматривается конечное число возможных положений станции, отстоящих друг от друга на равных расстояниях (шаг дискретизации). Для каждого положения станции вычисляются расстояния до каждого населенного пункта и среди них выбирается наибольшее расстояние. Искомым результатом является положение станции, соответствующее минимальному из этих выбранных величин. Очевидно, что точность найденного решения зависит от шага перемещения станции (шага дискретизации). В приведенной таблице идя уменьшения ее размера выбран довольно грубый шаг, равный 2 км. Тогда на всем участке помещается 5 таких шагов и, следовательно, анализируется 6 возможных положений станции (включая положение, соответствующее Х = 0). В табл. 3 формулы вычисления расстояний условно обозначены R(i, j). Здесь первый индекс обозначает номер населенного пункта (от 1 до 5), а второй — номер положения станции (от 1 до 6). Вот примеры некоторых формул на языке электронной таблицы МS Ехсеl: R(1, 1) = КОРЕНЬ(($В4-D$3)^2+$С4^2) R(1, 2) = КОРЕНЬ(($B5D$3)^2+$C5^2) и т.д. Таблица 4
В табл. 4 приведены числовые результаты расчетов решения данной задачи. Окончательный ответ следующий: железнодорожную станцию следует размещать в 4 км от начала координат. При этом самым удаленным от нее окажется населенный пункт номер 1 — на расстоянии 7, 21 км. Следует иметь в виду, что полученный результат довольно грубый, поскольку его погрешность по порядку величины равна шагу (2 км). Такой способ решения задачи оказывается, в некотором смысле, полуавтоматическим. Ученик приходит к окончательному ответу, анализируя полученную числовую таблицу. Визуально он определяет, какому положению станции соответствует (в каком столбце таблицы находится) найденное оптимальное расстояние 7, 21 км. Если требуется уменьшить шаг дискретизации, то, изменив величину шага в ячейке Е1, нужно будет увеличивать число столбцов в расчетной таблице. Делается это легко, простым копированием столбцов. Максимальный размер электронной таблицы, хотя и ограничен, но все-таки достаточно большой (в Exsel — 256 столбцов). Правда, в этом случае придется подправить формулу в ячейке D10. Все эти дополнительные проблемы компенсируются прозрачностью модели. Ученик видит все промежуточные результаты расчетов, видит весь механизм работы выбранной модели. Понятие вычислительного эксперимента становится для учеников более содержательным, более наглядным. Электронная таблица — средство более высокого уровня, чем язык программирования. В то же время задача проектирования расчетной таблицы того же типа, что нами рассмотрена, совсем не тривиальна. Можно говорить о том, что язык электронных таблиц — это своеобразный язык программирования — язык табличных алгоритмов. Следовательно, этап алгоритмизации в табличном способе математического моделирования тоже присутствует. Большим достоинством электронных таблиц является возможность легко осуществлять графическую обработку данных, что бывает очень важным в математическом моделировании. Требования к знаниям и умениям учащихся по линии формализации и моделирования
Учащиеся должны знать: ü что такое модель; в чем разница между натурной и информационной моделью; ü какие существуют формы представления информационных моделей (графические, табличные, вербальные, математические); ü что такое реляционная модель данных; основные элементы реляционной модели: запись, поле, ключ записи; ü что такое модель знаний, база знаний; ü из чего строится логическая модель знаний; ü какие проблемы решает раздел информатики «Искусственный интеллект»; ü что такое система, системный анализ, системный подход; ü что такое граф, элементы графа; ü что такое иерархическая система и дерево; ü состав базы знаний на Прологе; ü как в Прологе представляются факты и правила; ü как в Прологе формулируются запросы (цели). Учащиеся должны уметь: ü приводить примеры натурных и информационных моделей; ü проводить в несложных случаях системный анализ объекта (формализацию) с целью построения его информационной модели; ü ставить вопросы к моделям и формулировать задачи; ü проводить вычислительный эксперимент над простейшей математической моделью; ü ориентироваться в таблично-организованной информации; ü описывать объект (процесс) в табличной форме для простых случаев; ü различать декларативные и процедурные знания, факты и правила. ü ориентироваться в информационных моделях на языке графов; ü описать несложную иерархическую систему в виде дерева; ü построить базу знаний на Прологе для простой предметной области (типа родственных связей); ü сформулировать на Прологе запросы к данной базе знаний; ü работать на компьютере в среде системы программирования Пролог.
Примерное содержание и планирование линии «Формализация и моделирование» в базовом курсе средней школы по учебнику Макаровой Н.В. «информатика 7 – 9 кл.»
Тема 6. |
Тема 7. |
Тема 8. |
Тема 9. | Основы классификации (объектов) |
| 7 кл. | 0 | 0 | 0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 8 кл. | 3 | 2 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 9 кл. | 0 | 0 | 0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 9.1. | Классы и классификация | Класс, классификация (дерево, иерархическая схема) | 8 кл. | 1 | 1 | 0 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 9.2. | Основание классификации | Классификация (группировка по намеченным признакам, основание классификации (несколько признаков)) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 9.3. | Наследование свойств | Наследование, роль классификации, | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 9.4. | Примеры классификации различных объектов | 8 кл. | 1 | 0, 5 | 0, 5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 9.5. | Классификация компьютерных документов | Текст, графика, таблица, БД, составной документ | 8 кл. | 1 | 0, 5 | 0, 5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Тема 10. |
Классификация моделей |
| 7 кл. | 4 | 1 | 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 8 кл. | 6 | 2 | 4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 9 кл. | 4 | 1 | 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 10.1 | Виды классификации моделей | По области использования (учебные, опытные, научно – технические, игровые, имитационные); По фактору времени (статистическая, динамическая) | 8 кл. | 2 | 1 | 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 10.2. | Классификация моделей по способу представления | По способу представления (материальные, абстрактные(мысленные, вербальные, информационные) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| 10.3 | Инструменты моделирования | Компьютерные и некомпьютерные информационные модели, аппаратная и программная поддержка (прикладные программные среды, среда программирования)
| 7 кл. моделирование в графическом и текстовом редакторах | 4 | 1 | 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 8 кл. моделирование в табличном редакторе | 4 | 1 | 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 9 кл. Моделирование в среде БД | 4 | 1 | 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Тема 11. |
Сценарий урока Этап I. Выдача домашнего задания к следующему уроку Выдача домашнего задания в начале урока позволяет, во-первых, создать мотивацию УД в рамках урока; во-вторых, подчеркнуть значимость домашнего задания; в-третьих, косвенно дать ученикам информацию о том, чем они будут заниматься на уроке, на что надо будет обратить внимание; в-четвертых, комментировать домашнее задание по ходу всего урока; в-пятых, проконтролировать, все ли ученики его записали. Этап 11. Проверка домашнего задания к текущему уроку Проверка выполнения домашнего задания означает: • фиксацию его наличия;
• выявление затруднений, возникших при его выполнении (если они есть); • анализ уровня усвоения знаний и умений прошлого урока. На доске два ученика записывают свои версии домашнего задания. Учитель, проходя по классу, фиксирует наличие домашнего задания и способы его выполнения. Учащимся предлагается проанализировать записанные на доске решения, т. е. ответить на вопросы: 1) Что в предложенных решениях правильно, а что — нет и почему? 2) В чем сходство и различие решений учащихся с решениями, написанными на доске (в способе решения, в форме записи)? 3) Есть ли другие способы решения, отличные от тех, что записаны на доске? В ходе обсуждения выбирается лучшее решение. Решение считается лучшим, если оно или наиболее рациональное, или наиболее обоснованное и т. п. Все зависит от цели и задачи, которые ставит учитель. Почему оно лучшее — обосновывается в ходе обсуждения. В ходе такой фронтальной работы по проверке домашнего задания учитель может оценить уровень освоенности всего учебного материала. Поясним это на следующем примере. Домашняя задача: выполнить математическую постановку задачи (МПЗ) нахождения площади круглой пластины с треугольным отверстием. Два ученика на доске записывают свои версии МПЗ, сделанные дома: длина стороны треугольника, высота треугольника, радиус круга. Версия 1 Дано: а –длина стороны треугольника, h - высота треугольника, R -радиускруга. Связь: S=S1-S2; S1= π * R2 – площадь круга S 2=1/2 a * h – площадь треугольника При: a > 0, h > 0, вершины треугольника не принадлежат окружности. Версия 2 Дано: R – радиус круга. Связь: S = S1-S2; S1= π * R2 – площадь круга S 2=1/2 a * b * sinA – площадь треугольника При: a > 0, b > 0, 0< A < 180 о вершины треугольника не принадлежат окружности. Учитель: 1) Проанализируйте предложенные решения (при этом надо определить, что анализировать и с какой целью). 2) Кто выполнил МПЗ первым способом? Вторым способом? Ваши мнения о? предложенных решениях? (Обсуждение.) 3) Кто рассуждал иначе? Ученик: Я применил в разделе «Связь» для нахождения площади треугольника формулу Герона, так как удобнее производить измерение длин сторон треугольника, чем его высоты и угла. Учитель показывает это решение с помощью кодоскопа. Подчеркивает, что применение формулы Герона в этой задаче — лучший вариант ее решения, так как наиболее просто реализуется на практике. Предлагает записывать в тетрадь не все решение, а только вывод. Обращает внимание на часть раздела «При»: «вершины треугольника не принадлежат окружности». Показывая бумажную модель задачи, обсуждает с учениками значимость этого замечания. Делается вывод: если вершины треугольника, принадлежат окружности, то цельность пластины круглой формы нарушается, т. е. не выполняется условие задачи. Этап III. Объяснение нового материала Учитель напоминает учащимся, что продолжается работа в рамках более общей темы «Этапы подготовки задачи к решению на компьютере» (используется схема этапов из учебника и большой плакат на доске). Очень кратко вспоминается назначение уже изученных этапов, обращается внимание на этап, название которого созвучно теме урока. Тема урока записывается в тетрадь. Учитель просит учащихся, исходя из темы урока, сформулировать цель их деятельности. Ученики предлагают следующие цели: 1) понять, что такое модель; 2) узнать, какие они бывают; 3) узнать, в чем заключается их роль в УД. Учитель помогает ученикам сформулировать цель окончательно: «понять, в чем суть термина «математическая модель» и какова ее роль в УД». Цель записывается в тетрадь. Учитель предлагает ученикам, опираясь на их знания и умения, зафиксировать процесс работы над новым материалом в виде информационно-логической схемы. Каждый блок схемы — это один из вопросов, выделенный в ходе работы над новым материалом. Количество блоков индивидуально. Учитель напоминает, что в начале изучения темы «Этапы подготовки задачи к решению на компьютере» было отмечено, ч то термин «формализованная» в нашем контексте является синонимом термина «математическая». Внимание учеников обращается на термин «модель». Учитель предлагает вниманию учеников следующие модели: 1) модель двигателя внутреннего сгорания; 2) модель полевой пушки; 3) модель Солнечной системы; 4) модель математического маятника. Учащиеся приводят примеры моделей, с которыми им приходилось сталкиваться в учебной деятельности: глобус, карта, графики, схемы, чертежи и и. д. Учитель констатирует, что, судя по количеству названных моделей, опыт работы с ними у учеников достаточно большой, и просит учащихся попытаться дать определение модели. Заслушиваются несколько определений, но, по общему мнению учеников, «в них чего-то не хватает». Учитель предлагает обратиться за помощью к учебнику (Каймим В. А. Основы информатики и вычислительной техники. М., 1990. С. 197.): «Как правило, это обычные системы уравнений и неравенств». Ученики делают вывод, что данное определение подходит не ко всем моделям, а только к математическим. Учитель предлагает прочитать еще одно определение из учебника (с.201); «Модели — это отражение наиболее существенных свойств, признаков и отношений явлений, объектов или процессов предметного мира». Затем зачитывается определение, взятое из философского словаря: «Модель — образец (устройство), воспроизводящий (имитирующий) строение и (или) действие некоторого объекта, процесса или их частей». Под руководством учителя учащиеся проверяют функциональность второго и третьего определений на рассматриваемых моделях, выделяя при этом различия между моделями и определяя, чем они обусловлены. Примеры: Назначение модели Солнечной системы — дать представление о Солнечной системе. Так как модель выполнена в определенном масштабе, то она позволяет сравнить физические размеры планет, их Удаленность от Солнца, друг от друга и т. д. Назначение модели двигателя внутреннего сгорания — продемонстрировать процесс движения поршня в цилиндре двигателя. Вывод, который делают после этого ученики: второе и третье определения функциональны, т, е. ими удобно пользоваться на практике. Именно этого не хватало определениям, которые давали сами ребята. Выясняется, что различия между моделями определяются, во-первых, целями, в соответствии с которыми они создаются, во-вторых, объектом и деталями демонстрации (что будет демонстрироваться), в-третьих, степенью их детальности (сходству с предметом, который моделируется). Учитель, чтобы систематизировать учебный материал, подтвердить и уточнить сделанный вывод, предлагает ученикам прочитать § 46 учебника (с.201 — 203) и проанализировать: 1)совпадают ли сделанные на уроке выводы с выводами, приведенными в учебнике; 2) есть ли в тексте § 46 новая информация о моделях, которая еще не рассматривалась в ходе урока (если да, то надо ее зафиксировать); 3) достигли ли ученики поставленной цели. В результате анализа текста § 46 учащиеся отмечают: 1) вывод о различиях между моделями, сделанный в ходе урока, очень близок к содержанию учебника, не противоречит ему; 2) информация в учебнике о видах модельных представлений является новой только по терминологии, а не по содержанию. В начале изучения новой темы были рассмотрены модели всех видов: • графические представления — схема математического маятника; • словесное описание объекта, базирующееся на понятиях, — математическая постановка задачи (домашнее задание к этому уроку); • математические модели 3) цель урока еще не выполнена. Учитель просит учеников вернуться к определению математической модели (с. 197 учебника), затем прочитать с. 197— 200 учебника и выделить информацию о преимуществах, которыми обладают математические модели по сравнению с другими видами моделей. Итог анализа фиксируется на доске и в тетрадях. Выявляются следующие преимущества математической модели: 1) возможность достаточно легкого преобразования в компьютерную модель;
2) универсальность (в том смысле, что большинство природных процессов и объектов могут быть смоделированы, а также в том, что могут существовать несколько математических моделей одного объекта или процесса); 3) полнота (можно выделить сколь угодно большое число параметров, описывающих модель); 4) сравнительная дешевизна исследования; 5) быстрая коррекция модели; 6) безопасность испытания и т. д. Делаются выводы: • если задача имеет математическую модель, то она, как правило, решается с помощью ЭВМ; • в учебной деятельности ученики постоянно сталкиваются с различными моделями (формулы, графики, карты, макеты и т. д.). Конец урока. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В заключении можно сказать, что линия «Формализации и моделирования» достаточно сложна для обучающихся, в следствии чего просто необходим профессиональный, качественный подход к организации учебной деятельности. Эта область не только обеспечивает развитие, но и структурирует мышление и образ действий ребят. В ходе изучения линии учащиеся должны достаточно четко различать все этапы моделирования и уметь использовать их в своей деятельности (и не только в учебной). схема1 Содержание линии «Моделирование и формализация»
Список использованной литературы
1. Бешенков В.А., Лыскова В.Ю., Матвеева Н.В., Ракитина Е.А. Формализация и моделирование.//Информатика и образование.-1999.-№6.-с21-27. 2. Информатика: 7-9 кл. Задачник по моделированию/Под редакцией Макаровой Н.В. – М., 2001 3. Информатика: 7-9 кл./ Под редакцией Макаровой Н.В. – М., 2003 4. Лапчик М.П., Семакин И.Г., Хеннер Е.К. Методика преподавания информатики. – Москва: Академия, 2001. 5. Лыскова В.Ю., Ракитина У.Ф. Учебные задачи в курсе информатики.//Информатика и образование.-1998.-№4.-с49-55. 6. Лыскова В.Ю., Ракитина У.Ф. Учебные задачи в курсе информатики.//Информатика и образование.-1998.-№4.-с49-55. 7. Обязательные минимумы содержания образования по информатике и информационным технологиям. 8. Островская Е.М. Моделирование на компьютере.//Информатика и образование.-1999.-№1.-с54-61. 9. Пономарева Е.А., .Урок по изучению понятия модели.//Информатика и образование.-1999.-№6.-с47-50. 10. Селиванов В.Л., Гришаева А.П, Селиванова Э.Т. Организация учебно – исследовательской работы студентов и школьников по информатике. – Новосибирск: 2003 11. Семенов А.Л.. Школьная информатика от истоков к будущему.//Информатика и образование.-1998.-№3.-с79-85. Линия моделирования и базы данных Изучаемые вопросы: • Признаки компьютерной информационной модели. • Является ли база данных информационной моделью. • Задачи, решаемые на готовой базе данных. • Проектирование базы данных (БД) — задача для углубленного курса.
Два первых этапа относятся к предметной области решаемой задачи. На третьем этапе происходит выбор подходящего инструментального средства в составе программного обеспечения ЭВМ для реализации модели. Такими средствами могут быть: электронные таблицы, СУБД, системы программирования, математические пакеты, специализированные системы моделирования общего назначения или ориентированные на данную предметную область. В базовом курсе информатики изучаются первые три из перечисленных программных средств. Основные признаки компьютерной информационной модели: • наличие реального объекта моделирования; • отражение ограниченного множества свойств объекта по принципу целесообразности; • реализация модели с помощью определенных компьютерных средств; • возможность манипулирования моделью, активного ее использования. Ответ на вопрос: «является ли база данных информационной моделью? » будем искать, исходя их сформулированных выше критериев.
Удовлетворение второму критерию также несложно обосновать. Каждый из моделируемых объектов (как перечисленные выше, так и любые другие) обладает гораздо большим числом свойств, характеристик, атрибутов, чем те, что отражены в БД. Отбор атрибутов, включаемых в БД, происходит в процессе проектирования базы, когда главным критерием является критерий целесообразности, т. е. соответствия цели создания БД, требованиям к ее последующим эксплуатационным свойствам. Например, в БД книжного фонда библиотеки не имеет смысла вносить такие характеристики книги, как ее вес, адрес типографии, где была напечатана книга, годы жизни автора и пр. Третий критерий, очевидно, выполняется, поскольку речь идет о компьютерной базе данных, созданной в среде некоторой СУБД. База данных — не «мертвое хранилище» информации. Она создается для постоянного, активного использования хранящейся в ней информации. Прикладные программы или СУБД, обслуживающие базу данных, позволяют ее пополнять, изменять, осуществлять поиск информации, сортировку, группировку данных, получение отчетных документов и пр. Таким образом, четвертый критерий компьютерной информационной модели также справедлив для БД. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2020-02-17; Просмотров: 77; Нарушение авторского права страницы
(эта модель получена при проверке домашнего задания); 
Общая схема этапов решения практической задачи на ЭВМ методами информационного моделирования выглядит следующим образом (рис. 1): 
Первый критерий: наличие предметной области, некоторого реального объекта (системы), к которым относится БД, практически всегда выполняется. Например, если в БД содержатся сведения о книгах в библиотеке, значит, объектом моделирования является книжный фонд библиотеки. Если БД содержит анкетные данные сотрудников предприятия, значит, она моделирует кадровый состав этого предприятия. Если в БД хранятся сведения о результатах сдачи экзаменов абитуриентами в институт, следовательно, она моделирует процесс вступительных экзаменов и т. п.