Konstrukce a použití prezentace počítačových modelů. Prezentace pro lekce "počítačové modelování". V důsledku zvládnutí akademické disciplíny musí student vědět

Počítačové modelování Podle způsobu provedení se modely informačních znaků dělí na počítačové a nepočítačové. Počítačový model je model implementovaný pomocí softwarového prostředí. Fáze modelování 1. Stanovení problému. 2. Vývoj modelu. 3. Počítačový experiment. 4. Analýza výsledků simulace. Fáze 1. Zadání problému Popis problému Cíl modelování Analýza objektu Fáze 2. Vývoj modelu Informační model Značkový model Počítačový model Fáze 3. Počítačový experiment Plán modelování Technologie modelování Fáze 4. Analýza výsledků modelování Výsledky odpovídají k cíli Výsledky neodpovídají cíli Stanovení problému Popis problému Úkol (nebo problém) je formulován v běžném jazyce a popis musí být srozumitelný. Hlavní věcí v této fázi je identifikovat objekt modelování a porozumět mu. Jaký by měl být výsledek? Formulace cíle modelování Cíle modelování mohou být: znalost okolního světa, tvorba objektů s danými vlastnostmi („jak to udělat, aby...“), stanovení následků dopadu na objekt a zhotovení správné rozhodnutí („co se stane, když...“), efektivita řízení objektu (procesu) atd. Analýza objektu V této fázi, počínaje obecnou formulací problému, je jasně identifikován modelovaný objekt a jeho hlavní vlastnosti. Protože ve většině případů je původní objekt celou sbírkou menších komponent, které jsou v nějakém vztahu, bude analýza objektu implikovat rozklad (rozkouskování) objektu za účelem identifikace komponent a povahy spojení mezi nimi. Vývoj modelu V této fázi se identifikují vlastnosti, stavy a další charakteristiky elementárních objektů, vytvoří se představa o elementárních objektech, které tvoří původní objekt, tzn. informační model. Informační model Znakový model Informační model je zpravidla prezentován v té či oné znakové formě, která může být počítačová nebo nepočítačová. Počítačový model Existuje velké množství softwarových systémů, které umožňují studovat (modelovat) informační modely. Každé prostředí má své vlastní nástroje a umožňuje pracovat s určitými typy informačních objektů, což vyvolává problém s výběrem nejvhodnějšího a nejefektivnějšího prostředí pro řešení úkolu. Počítačový experiment Plán modelování Plán modelování by měl odrážet posloupnost práce s modelem. Prvními body v takovém plánu by měl být vývoj testů a testování modelu. Testování je proces kontroly správnosti modelu. Test je soubor počátečních dat, u kterých je předem znám výsledek. Pokud se testovací hodnoty neshodují, je třeba hledat příčinu a odstranit ji. Technologie modelování Technologie modelování je soubor účelových uživatelských akcí na počítačovém modelu. Analýza výsledků simulace. Výsledky odpovídají cíli Výsledky neodpovídají cíli V tomto případě je analyzován samotný model, jsou nalezeny a opraveny modelovací chyby.

Náhled:

Chcete-li používat náhledy prezentací, vytvořte si účet Google a přihlaste se k němu: https://accounts.google.com

Popisky snímků:

Počítačové modelování fyzikálních procesů jako prostředek utváření matematických pojmů

Relevance Nezbytností nejsou znalosti samotné, ale znalost toho, kde a jak je aplikovat. Ještě důležitější je ale znalost, jak informace získávat, integrovat nebo vytvářet.

Rozpory Společenská objednávka Formální přístup Potenciální příležitosti Skutečná praxe

Předmět studia: Proces výuky matematiky na středních školách.

Cíl studia: Vyvinout teoreticky podloženou metodiku pro výukový kurz, kde je implementováno počítačové modelování fyzikálních procesů jako prostředek utváření matematických pojmů v kurzu algebry na základní škole.

Výzkumná hypotéza: Počítačové modelování fyzikálních procesů jako prostředek utváření matematických pojmů bude úspěšně realizováno, pokud: - bude vyvinut systém vzájemně souvisejících matematických pojmů a fyzikálních procesů, kde každý fyzikální proces slouží jako ilustrace konkrétního matematického konceptu; - byla vypracována metodika tvorby počítačových modelů fyzikálních procesů;

Cíle: Prostudovat teoretické základy utváření matematických pojmů v kurzu algebry na základní škole prostřednictvím počítačového modelování fyzikálních procesů. Vyvinout metodologii pro vytváření počítačových modelů fyzikálních procesů pro vytváření matematických pojmů. Sestavte soubor úloh s fyzikálním obsahem zaměřený na utváření matematických pojmů pomocí počítačového modelování.

Tato studie zkoumá teoretické základy utváření matematických pojmů a počítačové modelování fyzikálních procesů: - je odhalena podstata a psychologické a pedagogické základy utváření matematických pojmů;

Definuje se pojem model a simulace, odůvodňuje se využití počítačového modelování fyzikálních procesů pro tvorbu matematických pojmů;

Utváření pojmů I. etapa - smyslové vnímání předmětů II. etapa - představa O předmětu III. etapa - Utváření abstrakt. koncepce IV. etapa - Postupná asimilace obsahu a rozsahu koncepce V. etapa - aplikace koncepce při řešení výchovných problémů. A praktické. úkoly Fáze VI - klasifikace a systematizace pojmů Modelování Intuitivní model Strukturální a dynamický obrazový model Str. a rámus. Stránka modelu obrazového znaku. a rámus. Vzor znamení Inf.-log. Model Počítačový model

Fáze řešení problému Formulace problému Stanovení problému Konstrukce modelu Kontrola přiměřenosti Modelu. Řešení úlohy pomocí Constructed model Modeling Intuitivní model Structural and Dynamic Image model Page. a rámus. Stránka modelu obrazového znaku. a rámus. Vzor znamení Inf.-log. Model Počítačový model

Závěry: Matematický koncept je mentální model objektu v okolní realitě; Modelování je prostředkem k utváření matematického pojmu;

Počítačové modelování fyzikálních procesů je jedním z účinných prostředků rozvoje matematické kompetence a rozvoje badatelských a tvůrčích schopností žáků.

Metody řešení problémů s fyzickým obsahem pomocí počítačového modelování; Soubor úloh s fyzikálním obsahem zaměřený na rozvíjení matematických pojmů.

Problém Kámen je vržen rychlostí svisle nahoru. Jak dlouho bude trvat od začátku pohybu překonat výšku h?

Kvadratická funkce Závislost dráhy na čase pro rovnoměrně zrychlený pohyb t, s Y, m h

Problémy s fyzikálním obsahem - ilustrace abstraktních matematických pojmů, ukazující aplikaci matematických znalostí pro poznávání a výzkum okolní reality.

Teoretický rozbor filozofické, psychologické, pedagogické a metodologické literatury; - Dotazování a pozorování; - Analýza vzdělávacích programů, školních učebnic matematiky a fyziky; - Analýza a zobecnění zkušeností; - Počítačové modelování.

Vzdělávací program volitelného předmětu „Řešení problémů s fyzikálním obsahem pomocí počítačového modelování“

Projekt "Použití simulace těles volného pádu ke studiu vlastností kvadratické rovnice."

Obsah předmětu Koncepce modelu. Typy modelu. Počítačový model. Etapy počítačového modelování. Problémy s fyzickým obsahem. Řešení úloh pomocí matematického modelování. Dynamické modelování fyzikálních procesů při řešení problémů. Laboratorní workshop tvorby modelů; - kmitání zátěže vychýlené z její rovnovážné polohy na pružině (s třením a bez tření); - kmitání matematického kyvadla; - rovnoměrný pohyb bodu po kružnici; - volný pád těla; - pohyb tělesa pod vlivem sil univerzální gravitace; - pohyb tělesa vrženého šikmo k horizontu; - voda vytékající z nádoby s otvorem ve stěně u dna;

Soubor úloh s fyzikálním obsahem Úlohy zaměřené na rozvíjení pojmu „lineární funkce“: Úlohy se sestavováním kvadratických rovnic: Úlohy s použitím kvadratické funkce

"Je velmi důležité, aby úžasný svět přírody, hry, krásy, hudby, fantazie, kreativity, který obklopuje děti před školou, nezavíral před dítětem dveře třídy." V.A. Sukhomlisky

Snímek 1

Snímek 2

Snímek 3

Snímek 4

Snímek 5

Snímek 6

Snímek 7

Prezentaci na téma „Počítačové modelování“ (třída 10) si můžete stáhnout zcela zdarma na našich webových stránkách. Předmět projektu: Informatika. Barevné diapozitivy a ilustrace vám pomohou zaujmout vaše spolužáky nebo publikum. Pro zobrazení obsahu použijte přehrávač, nebo pokud si chcete stáhnout report, klikněte na odpovídající text pod přehrávačem. Prezentace obsahuje 7 snímků.

Prezentační snímky

Snímek 1

POČÍTAČOVÉ MODELOVÁNÍ

Státní vzdělávací instituce střední škola Frunzenského okresu Petrohrad č. 212 Učitel informatiky Selezneva R.S.

Snímek 2

Modely objektů a procesů

Model je zjednodušená reprezentace skutečného objektu, procesu nebo jevu. Modelování – budování modelů pro výzkum a studium objektů, procesů, jevů. Modely objektů mohou být malé kopie architektonických struktur nebo uměleckých děl, stejně jako vizuální pomůcky ve školní třídě atd. Model může odrážet něco, co skutečně existuje, řekněme atom vodíku. Solární systém, výboj blesku. Klasifikace modelů Modely jsou klasifikovány podle následujících kritérií: Oblast použití Zohlednění časového faktoru (dynamiky) v modelu Obor znalostí Způsob prezentace modelů

Snímek 3

Klasifikace podle oblasti použití

Vzdělávací modely Zkušení

Vědecké a technické

Herní simulace

Výukové modely - názorné pomůcky, různé simulátory, tréninkové programy. Experimentální modely jsou zmenšené nebo zvětšené kopie navrženého objektu. Například model lodi se testuje v bazénu, aby se zjistila stabilita lodi při houpání. Vědecké a technické modely - pro studium procesů a jevů. Příkladem je zařízení, které simuluje úder blesku. Herní modely zahrnují vojenské, ekonomické, sportovní a obchodní hry. Zdá se, že nacvičují chování objektu v různých situacích. Simulační modely jsou experimenty, které napodobují realitu. Předpokládejme například, že škola chce zavést nový předmět. Vyberou řadu škol pro experiment a poté zkontrolují výsledky.

Snímek 4

KLASIFIKACE PODLE ČASOVÉHO FAKTORU A OBLASTI POUŽITÍ

MODELY Statické Dynamic

Statický model je jednorázový snímek informací o objektu. Například vyšetření školáků v zubní ambulanci dává obrázek o stavu jejich dutiny ústní v daném časovém okamžiku. Dynamický model – umožňuje vidět změny v objektu v průběhu času. Příklad. Studentský průkaz od zubních klinik po mnoho let.

Snímek 5

Klasifikace prezentační metodou

Informace o materiálu Znamení Ústní Počítač Nepočítač

Snímek 6

Materiálové modely reprodukují geometrické a fyzikální vlastnosti originálu a vždy mají skutečné provedení. Příklad. Dětské hračky, plyšáci, mapy historie, zeměpisu, model rakety atd. Informační modely – nelze je vidět ani se jich dotknout na vlastní oči, nemají hmotné ztělesnění. Jsou založeny pouze na informacích. Informační model je soubor informací, které charakterizují vlastnosti a stavy objektu, procesu nebo jevu. Verbální model je informační model v mentální nebo mluvené podobě. Příklad: lidské chování při přecházení ulice. Člověk analyzuje situaci a poté zasáhne. Znakový model je informační model vyjádřený speciálními znaky, tzn. prostřednictvím jakéhokoli formálního jazyka. Příklady, obrázky, texty, grafy a schémata. Počítačový model je model implementovaný pomocí softwarového prostředí. Například počítačový program (hudební editor), který vám umožní zadat hudební text, vytisknout jej a vytvořit aranžmá.

Popis úkolu l. Problém je formulován v běžném jazyce; Pokud zítra ráno skupina opustí turistický kemp v 10 hodin, stihnou kluci 12hodinový vlak? l. Je určen objekt modelování; l. Je prezentován konečný výsledek. l. Na základě povahy výroku lze problémy rozdělit do dvou hlavních skupin: l „Co se stane, když? "(prozkoumejte změnu charakteristik předmětu, když je mu vystaven) Jak se změní rychlost vozu po 6 sekundách, pokud se pohybuje přímočarým a stejnoměrným zrychlením s počáteční rychlostí 3 m/sa zrychlením 0,5 m/ s2? l „Jak to udělat? "(Jaký náraz by měl být proveden, aby parametry objektu splňovaly danou podmínku?) Jaký objem by měl mít balón naplněný plynným heliem, aby mohl stoupat se zátěží 100 kg?

Definování cílů modelování l l Cíle jsou stanoveny v souladu se zadáním; Stanovené cíle mají rozhodující vliv na celý proces modelování.

Vezměme si například model letadla: pro prodavače letenek bude základními vlastnostmi umístění řad sedadel, počet sedadel v řadě, cena letenky za každé sedadlo a dostupnost volných míst. sedadla; pro řídícího letového provozu jsou základními znaky rychlost a nadmořská výška letadla, směr a typ pohybu, vztah k ostatním letadlům umístěným v řízeném prostoru; Pro technologa dílny, kde se letoun montuje, jsou podstatné vlastnosti název a počet dílů, pořadí a způsob jejich spojování, potřebné vybavení pro zajištění stanovené spolehlivosti spojů a podobně.

Analýza objektu Modelovaný objekt a jeho hlavní vlastnosti jsou jasně identifikovány. Výsledek analýzy objektu se objeví v procesu identifikace jeho komponent (elementárních objektů) a určení souvislostí mezi nimi.

Dobře položený problém: jsou popsány všechny souvislosti mezi počátečními daty a výsledkem; všechna počáteční data jsou známá; řešení existuje; problém má jedinečné řešení Příklady špatně položených problémů: Medvídek Pú a Prasátko postavili past na heffalump. Podaří se jim ho chytit? Kid a Carlson se rozhodli sdílet dva oříšky jako bratři - velkého a malého. Jak to udělat? Najděte maximální hodnotu funkce y = x 2 (bez řešení). Najděte funkci, která prochází body (0, 1) a (1, 0) (nejedinečné řešení).

Vývoj informačního modelu l l Jsou identifikovány objekty modelování a je uveden jejich podrobný smysluplný popis (povaha objektů, jejich závislosti, souvislosti, vlastnosti, charakteristiky); V závislosti na zvoleném cíli se berou v úvahu pouze podstatné vlastnosti;

Problém „Pohyb auta“ Co je modelováno? - Proces pohybu objektu „auto“ Typ pohybu - Rovnoměrně zrychlený Co je známo o pohybu? - Počáteční rychlost (v 0), zrychlení (a), maximální rychlost vyvinutá automobilem (vmax) Co je třeba zjistit? - Rychlost (vj) v daných časech (ti) Jak se nastavují časy? - Od nuly ve stejných intervalech (t 2 -t 1) Omezuje to výpočty? -vi

l l V důsledku toho se buduje popisný informační model, tedy verbální; Formalizace modelu. Přechod od deskriptivního modelu ke konkrétnímu matematickému obsahu. Je uveden seznam parametrů, které ovlivňují chování objektu - výchozí data, a které je žádoucí získat - výsledek. Závislosti mezi vybranými parametry jsou formalizovány a jsou uvalena omezení na jejich přípustné hodnoty. Výsledkem je matematický model.

Pohyb auta. Informační model Modelovací objekt Parametry Název Proces pohybu vozu vo - počáteční rychlost; t - časový interval; a - zrychlení; vmax je maximální rychlost vyvinutá vozem, ti je doba jízdy; vi - hodnoty rychlosti ​​Hodnoty Počáteční data Vypočítaná data Výsledky

Vývoj počítačového modelu l l Formalizovaný model je převeden na počítačový model pomocí různých softwarových systémů a prostředí (grafická prostředí, textové editory, programovací prostředí, tabulkové procesory atd.); Algoritmus pro konstrukci počítačového modelu a forma jeho prezentace závisí na volbě softwarového prostředí.

Stupeň III. Počítačový experiment l l Modelovací plán - musí jasně odrážet posloupnost práce s modelem Technologie modelování

Modelovací plán (postupnost práce s modelem) l l Vzhledem k tomu, že model může obsahovat chyby, prvním bodem modelovacího plánu je vždy vývoj testu a poté testování modelu. V programování se jedná o vysílání a ladění programu; Můžete použít testovací sadu počátečních dat, u kterých je předem znám konečný výsledek;

Testování je testování modelu na jednoduchých počátečních datech se známým výsledkem. Příklady: zařízení pro sčítání vícemístných čísel - kontrola modelu pohybu lodi na jednociferných číslech - pokud je kormidlo vodorovné, kurz by se neměl měnit; pokud je kormidlo otočeno doleva, loď by měla jet doprava Model akumulace peněz v bance - v kurzu 0% by se částka neměla měnit.

Technologie modelování (výzkum modelů) l Výzkum se skládá z provádění série experimentů, které splňují cíle modelování. l Experiment je zkušenost, která se provádí s předmětem nebo modelem. Skládá se z provedení určitých akcí, které určí, jak experimentální vzorek na tyto akce reaguje. l Experiment je doprovázen pochopením výsledků. To slouží jako základ pro analýzu výsledků rozhodování.

Příklady: zařízení na sčítání čísel - práce s vícemístnými čísly, model pohybu lodi - výzkum na rozbouřeném moři, model ukládání peněz v bance - výpočty s nenulovou sazbou

Etapa IV. Analýza výsledků modelování l l l Je nutné odpovědět na otázku: „Máme ve výzkumu pokračovat, nebo jej dokončit? » Pokud výsledky neodpovídají cílům úlohy, znamená to, že v předchozích fázích došlo k chybám (nesprávně zvolené vlastnosti objektu, chyby ve vzorcích ve fázi formalizace, neúspěšná metoda nebo modelovací prostředí, porušení technologických technik při stavba modelu). Pokud jsou identifikovány chyby, je potřeba model upravit, tedy vrátit se do jedné z předchozích fází. Proces se opakuje, dokud experimentální výsledky nesplní cíle modelování.

Zdroje: l l l l Makarova N. V. Informatika 9 - Petrohrad: Peter, 2007. Makarova N. V. Informatika 7 -9 Kniha úloh o modelování - Petrohrad: Peter, 2007. Shelepaeva A. Kh. Vývoj lekcí v počítačové vědě. – M.: VAKO, 2007 Filippova E. V. Etapy počítačového modelování, – Polyakov K. Yu. Modely a modelování, – http: //kpolyakov. lidé ru/index. htm Shrnutí lekce „Fáze počítačového modelování“ – http: //ivan 101. narod. ru/gos/pril/18 etapy-postr-modeley. htm příručka „Modelování“, – http: //umk-model. lidé ru/p 6.html