Конспект уроку "Основи алгоритмізації та програмування"

Урок 1. Основи алгоритмізації та програмування.

Тема 1. Інформаційна модель.

Тема: Моделювання як метод пізнання. Поняття інформаційної моделі.

Мета: на ocнoві життєвого досвіду учнів сформувати поняття про різні різновиди моделей та їх відображення; надати уявлення про моделювання як методу пізнання; дати загальні основи термінології теорії моделювання; продовжувати формування поняття про основні етапи розв'язування задачі з використанням комп'ютера.

Проконтролювати сформованість навичок роботи у текстовому редакторі. Формувати навички дії у новому ПЗ.

Виховувати уважність, дисциплінованість при роботі на ПК.

Обладнання: ПК, інструкція до самостійної роботи при складанні електронного конспекту, картки з завданнями, електронна та друкована версії лекції 1, програмне середовище Excel.

Міжпредметні зв’язки: історія, фізика, біологія, хімія, математика, мови та літератури, креслення та малювання, географія та фізична культура; теми з предмету інформатики: текстовий та графічний редактор, робота в операційній системі, інформація та інформаційні процеси.

Тип уроку: комбінований.

Нові терміни: модель, моделювання, умова, інфомодель, математична модель, комп’ютерна модель, формалізація.

Література:

1. Основы информатики и ВТ: Проб. уч. пос. для 10-11 кл. ср. шк./ В.А. Каймин, А.Г. Щеголев, Е.А. Ерохина, Д.П. Федюшин. – М.: Просвещение, 1989, стр. 201 – 211

2. Информатика: Учебное пособие для 10-11 кл./ И.Т.Зарецкая, Б.Г.Колодяжный, А.М.Гуржий, О.Ю.Соколов. - К.: Форум, 2001, стр.459 – 473

3. Газета Інформатика:

§ № 43-44, 2002 р., ст.-книжка Основи алгоритмізації та програмування, авт. О.В. Миленький, дтн;

§ № 3, 2003 р., ст. Розвиток пізнавальної активності старшокласників на уроках інформатики, авт. О.Кузьмінська, вч. ліцею “Наукова зміна” м. Київ, ст. 3-6;

§ № 29-32, 2003 р., ст. Інформація та інформатика, авт. Л. Калініна, кпн, ст. 44-58;

§ № 1, 2003 р., ст. Уроки з алгоритмізації та програмування ( Урок 1 та 2) , авт. І. Скляр, вч. ліцею УФМЛ м. Київ, ст. 8-10.

Хід уроку

1. Організаційний момент: Привітання. Підготовка класу до занять. Повідомлення, що буде на уроці: перевірка готовності ІІ етапу проекту з текстового редактору, викладання новій теми, робота в новому редакторі та створення електронного конспекту.

Перевірка виконання ДЗ. Давайте спробуємо пояснити поняття проектне завдання спираючись на власний досвід.

1. Що таке проект?

2. Які основні етапи створення проекту я вам розповідала?

Ці питання можна вияснити за допомогою мозкового штурму або бесіди. В результаті штурму чи бесіди та плакату на дошці визначити основні етапи створення проекту в загалі та проекту у текстовому редакторі окремо. Якщо міркування не з'являться — завдання вчителя узагальнити отриманий матеріал таким чи­ном, щоб вийти на потрібні поняття.

Треба сказати що термін «проект», це первісне поняття i не визначається, а пояснюється. Да­вайте проаналізуємо на прикладах, як ми створюємо у житті різні проекти. Учні приводять приклади за допомогою вчителя.

2. Перевірка завдань учнів:

§ контрольний зріз, хто що створив та на якому етапі;

§ виступ учнів, які виконали завдання;

§ оцінювання робіт цих учнів, підкреслюючи можливість підвищення рівня та можливості роботи інших учнів в індивідуальному режимі.

3. Проблемні ситуації при перевірці: формувати зміст відповіді стиснуто та відповідно запитанням, згідно плану відповіді на дошці:

§ Вибір матеріалу;

§ Структура будови сторінки, розміщення об’єктів;

§ Видів об’єктів;

§ Умови вибору матеріалу, об’єктів, структури.

4. Викладання нового матеріалу

4.1. Повідомлення теми, мети, плану роботи на уроці;

§ Тема: Моделювання як метод пізнання. Поняття інформаційної моделі. (надпис на дошці).

§ Мета: на ocнoві життєвого досвіду учнів сформувати поняття про різні різновиди моделей та їх відображення; надати уявлення про моделювання як методу пізнання; дати загальні основи термінології теорії моделювання; продовжувати формування поняття про основні етапи розв'язування задачі з використанням комп'ютера.

Проконтролювати сформованість навичок роботи у текстовому редакторі. Формувати навички дії у новому ПЗ.

Виховувати уважність, дисциплінованість при роботі на ПК. ( повідомити усно).

§ План (на презентації ПК):

1) Призначення та актуальність нового розділу, його теми.

2) Моделювання як метод пізнання

3) Відображення моделі об’єкту, процесу, явища

4) Види класифікації моделей

5) Класифікація моделей по способу уявлення

6) Класифікація моделей по формі уявлення

7) Формалізація як основний етап побудови моделі. Формалізація текстової і графічної інформації.

4.2. Актуалізація опорних знань, умінь та навичок: для чого треба нам проектування, етапи розв’язання задач (та й ще за допомогою ПК) та структура, форма; де можна використати ці поняття; як ці питання зв’язати з поняттями інфосуспільство та інфо, які ми вивчали у І розділі “Інфо. Інфопроцеси”.

Україна, інтегруючись у світову спільноту, за роки державотворенння здійснила стрімкій прорив у світовий інфопростір у різних сферах суспільного життя. Визначимо проблему –

Приклад 1. Характерні ознаки інфосуспільства

За допомогою учнів вчитель створює основні ознаки (відкриває картки з написами):

§ створення й розвиток національної інфоструктури, що забезпечує умови для оптимальної життєдіяльності людини в усіх соціальних сферах;

§ інформатизація суспільних процесів, тобто задоволення інфопотреб суб’єктів виробництва й управління всіх сфер суспільства;

§ інтелектуалізація праці, що передбачає здобуття, переробітку та вироблення нової інфо в процесі діяльності людини та суспільства;

§ створення, розвиток і використання інфоресурсів, систем, інфотехнологій, розроблених під час застосування обчислювальної та комунікаційної техніки;

§ впровадження інфотехнологій мережі Інтернет, створення багатопрофільних чи вузькоспеціалізованих інфо, локальних і глобальних комп’ютерних мереж, зокрема в галузі освіти;

§ використання програмних комплексів у всіх сферах соціального виробництва;

§ формування інфо і вдосконалення соціально-комунікаційних відносин у процесі спільної діяльності людей.

Чи є таке у нас зараз? Тоді, що ми склали з вами – модель ( відповідь дітей та на дошці запис нового слова). Це один з етапів розв’язання задач, які ми будемо послідовно вивчати (як я вже говорила на попередніх уроках зі складання проекту). Як називається дія, що ми виконували під час створення модель інфосуспільства – моделювання (відповідь дітей та на дошці запис нового слова). Що нового ви винесли з цього виду моделі? Крім цього, можна надати інше визначення поняттю “Інформатика”.

Інформатика – це галузь людської діяльності, яка пов’язана з процесами зберігання, перетворення та передавання інфо.

Таким чином, моделювання як метод пізнання. Цей висновок буде підкріплено у новому матеріалі та при його закріпленні.

4.3. Мотивація учбової діяльності: продовжить види моделей та процес моделювання у житті та навчанні: для чого вони потрібні людству; і все це ми робимо з інфо …, щоб отримати результат, для чого треба … ; зберігаємо інфо для наступних поколінь і створюємо …; висновок - визначаємо значення загальноосвітніх та загальнонаукових термінів.

4.4. Викладання нового матеріалу:

4.4.1. Призначення та актуальність нового розділу, його теми. Вимоги до теми (в вигляді презентації). Записати у зошит дату та тему уроку. Без цих знань скласти чи удосконалити комп’ютерну програму не можливо. А створити новий документ – тем паче. Для роботи ви завжди складаєте план (планування дня, тижня, робота вчителя чи екскурсовода тощо) роботи, що потребує добрі знання з теорії алгоритму та моделі.

4.4.2. Моделювання як метод пізнання. Надати переклад слова та приклади моделей, які не передбачили діти. Що ж таке модель? Моделлю можна назвати і матеріальні ма­кети реально існуючих об'єктів, і нематеріальні об'єкти (наприклад такі, як теорія розвитку суспільства або всім відома формула земного тяжіння Р=тgН), багато чого іншого. Як же в одному слові мож­на об'єднати такі різні поняття? Відповіді учнів.

Зробити висновки про модель та його створення. Записать у зошит визначення з презентації:

Модель — упрощенное представление о реальном объекте, процессе или явлении.

Моделирование — построение моделей для исследования и изучения объектов, процессов, явлений.

Запитати учнів: почему бы не исследовать сам оригинал, зачем создавать его модель? Привести приклади та зробити висновки (у презентації).

З давніх часів людина викори­стовує моделювання для до­слідження об'єктів, процесів та явищ в різних галузях діяльності. Результати цих досліджень допомагають визначити та покращити ха­рактеристики реальних об'єктів та процесів, краще зрозуміти сутність явиш та пристосуватися до них або керувати ними, конструювати нові та модернізувати старі об'єкти. Моделювання допомагає людині приймати обґрунтовані рішення та передбачати наслідки своєї діяль­ності.

4.4.3. Відображення моделі об’єкту, процесу, явища. Задати питання учням: Як створюються моделі? Що для того треба? Висновок – треба інфо, образ, які різні у різних почуттів, людей, дослідів. Наприклад, квітка, людина, а моделі процесів (зокрема, учбовий, потік води, крові, струму), явищ (блискавка, міраж) тощо.

Згадаємо, визначення інфо у різних авторів з І розділу предмету (ми розглядали у якості прикладу таблиці на ПК). Показати таблицю на екрані ПК. Це відноситься й до інших моделей.

Приклад 2. Скласти модель світильника

Цей відносно простий об’єкт грає велику роль у охороні праці та у житті людини. Показати санітарний паспорт кабінету на екрані ПК. Він має забезпечити задане освітлення на заданій відстані. За допомогою учнів вчитель створює модель. Модель враховує: кількість ламп, яскравість їхнього світіння, відбиваючу здатність внутрішньої поверхні світильника, поглинання світла плафонами. Це світлотехнічні характеристики. А при проектуванні світильників: теплотехнічні, оскільки велика частина споживаної електроенергії перетворюється на тепло, правильний вибір патрону, що може вплинути на вибір кількості та потужності ламп тощо.

Якщо тепер ще й модель розглядати як об’єкт для дослідження, то й визначення моделі та моделювання можна дати інші, ніж ми записали.

Модель - это некий новый объект, который отражает некото­рые существенные стороны изучаемого объекта, явления или процесса.

Моделирование – это метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей.

Але суттєвого значення це ні змінює. Також й модель городу з точки зору екскурсоводу, туристу, архітектору, мешканця. Ви переконались, що кількість моделей та їх різноманітність дуже велика. Справа в тому, що поняття моделі об'єднує дещо спільне, а саме те, що модель — це штучно створений людиною абстрактний або матеріальний об'єкт. Спосте­реження та аналіз моделі дозволяє пізнати сутність реально існуючо­го складного об'єкта, процесу чи явища, які називаються прототипами об’єкта. Висить груша, не можна кушати.

4.4.4. Види класифікації моделей. Як розкласти усе з переліченого по поличкам? Визначити загальне, спільне та особливе – класифікувати (як у біології, хімії). Для цього треба визначити умови (нове слово на дошці записати) – відзнаки класифікації. Сьогодні їх чотири способи (розг. презентацію), але нас інтересують лише два: часу та уявлення, тому що для роботи на ПК треба знати інфомодель, математичну та комп’ютерну (нові слова на дошці записати).

4.4.5. Класифікація моделей по способу уявлення. За допомогою учнів вчитель виводить назви моделей по пропонованим умовам.

На презентації:

Розглядаючи моделі за ознакою галузі використання, можна сказа­ти, що вони бувають:

• навчальні — наочні по­сібники, тренажери, навчальні програми;

• дослідні — створюються для дослідження характеристик реаль­ного об'єкта (наприклад, модель теплоходу перевіряється на пла­вучість, а модель літака — на аеро­динамічні характеристики);

• науково-технічні — для до­слідження процесів та явищ (на­приклад, ядерний реактор або син­хрофазотрон);

• ігрові моделі — для вивчення можливої поведінки об'єкта в за­програмованих або непередбачених ситуаціях (наприклад: військові, економічні, спортивні ігри тощо);

• імітаційні моделі — виконуєть­ся імітація дійсної ситуації, що ба­гато повторюється для вивчення реальних обставин (наприклад: випробування лікарських препа­ратів на мишах або інших твари­нах, політ собаки в космос).

За ознакою фактора часу моделі можуть бути динамічні та статичні. В першому випадку над об'єктом виконуються дослідження протягом деякого терміну (наприклад, по­стійний нагляд сімейного лікаря), а в другому — робиться одноразо­вий зріз стану (наприклад, однора­зове обстеження в поліклініці). Записати у зошит цю класифікацію.

За способом представлення мо­делі можуть бути матеріальні та інформаційні. Записати у зошит цю класифікацію

Матеріальні моделі — це пред­метне відображення об'єкта зі збе­реженням геометричних та фізич­них властивостей (наприклад: іграшки, чучела тварин, географічні карти, глобус і таке інше). Це ма­теріальні моделі реально існуючих об'єктів. Матеріальною моделлю можна також вважати хімічний або фізичний дослід. Ці моделі реалізу­ють матеріальний підхід до ви­вчення об'єкта чи явища.

Інформаційна модель — це су­купність інформації, яка характе­ризує властивості та стан об'єкта, процесу чи явища, а також їхню взаємодію з зовнішнім світом. Інформаційні моделі можуть бути:

§ вербальними — моделі отримані в результаті розумової діяльності людини і представлені в розумовій або словесній формі;

§ знаковими — моделі, що виражені спеціальни­ми знаками (малюнками, текста­ми, схемами, графіками, формула­ми тощо).

Записати у зошит визначення інфомоделі та матеріальної з презентації.

4.4.6. Класифікація моделей по формі уявлення. Світ наповнено образами. Людина пізнає середовище за допомогою почуттів, вони доносять до нашої свідомості інфо про різноманітні властивості об’єктів, явищ. Коли ми не маємо довіру до інших думок та почуттів використаємо різні приладдя (градусник, датчики тощо). Що з вивченого в предметі інформатики ця фраза вам напам’ятає? Відповідь учнів – види інфо. Які ви знаєте види інфо? Відповідь учнів – знакова (букви, цифри, символи, графічна, таблична), усна, жести чи сигнали.

Таким чином, за формою представлення мож­на виділити наступні види

¨ графические представления;

¨ словесные описания;

¨ информационно-логические модели;

¨ математические (количественные) модели.

В сучасному світі розв'язуван­ня складних наукових та виробни­чих задач неможливо без викорис­тання моделей та моделювання. Серед різних видів моделей особ­ливе місце займають математичні моделі, тому що вони дозволяють враховувати кількісні та просторові параметри явищ та використовува­ти точні математичні методи.

Вивчення реальних явищ за до­помогою математичних моделей, як правило, вимагає застосування обчислювальних методів. При цьо­му широко використовуються ме­тоди прикладної математики, ма­тематичної статистики та інфор­матики.

У міру нагромадження знань з’являється можливість описати (у припустимо спрощеній формі) побудову (кулі), властивості (графіки функцій), й поводження реальних об’єктів (рух) теоретичними закономірностями, зокрема, математичними співвідношеннями. Записати у зошит визначення математичної моделі з презентації. “Книга життя написана мовою математики”, - ці слова належать Галілею – великому натуралісту минулого, і розвиток науки підтверджує їхню правдивість. Але це тема наступного уроку.

4.4.7. Формалізація як основний етап побудови моделі. Формалізація текстової і графічної інформації. Зверніть увагу, як називається модель на таблиці, а чому так? Тому й треба використовувати правила запису, позначок, форм та структур, що пропонують спеціалісти. Пригадаєте символи розбору речень, слів у граматиці; складання речень на іноземній мові; розбір текстів у літературі; запис формул речовин в хімії чи музичної фрази – спеціальна мова. Така є й у інформатиків. Це є формалізація. Приклад, шаблони текстів та слайдів, шлях та ім’я файлів в інформатиці. Записати у зошит визначення формалізація з презентації.

Формализм – это система требований и допусков, когда модели можно рассматривать независимо от их содержательного смысла, их составных элементов.

4.5. Учбові питанні на теоретичну частину уроку: см. лекцію 1, яка по темам знаходиться у папці Кобзарєва/Модель.

4.6. Проблемні ситуації при викладанні теоретичної частини: викладання нового матеріалу виконується як співбесіда, яка складається з декілька частин, кожна з яких починається з проблемного питання (опис в окремих пунктах 4.4.).

4.7. Практична частина уроку:

4.7.1 Проблемна ситуація: Уявіть собі, що ми з вами складаємо конспект. Розглянемо як треба вести його й які вимоги до цього. Наша задача оцінити (охарактеризувати) інформацію, яка висвітлює ці сторони:

1. Основні елементи конспекту.

2. Поняття електронного конспекту.

3. Порівняти з електронним зошитом.

4. Яке ПЗ підходить для цього?

5. Як вивчати нове ПЗ?

Показати приклади електронних зошитів. Чому ЕТ? Тому що будь-яку модель можна створити у цьому ПЗ. Сьогодні це – словесна електронного конспекту уроку. На наступному – математична, таблична, графічна тощо.

4.7.2. Постановка завдання. Скласти електронний конспект згідно визначених вимог з даної теми по індивідуальному завданню у новому програмному середовище ЕТ Excel. Використати навички роботи у ТР та матеріалом у папці Кобзарєва/Модель.

Видача завдань на картках

4.7.3. Створення формальної моделі. Робота на ПК с початку під керівництвом викладача, визначаючи вид нового ПЗ ЕТ у ПК. Використання методу коментування дій. Самостійна робота з буфером обміну та операціями вводу даних з клавіатури, редагування.

4.7.4. Перевірка створеного конспекту. Надати індивідуальну консультацію та оцінювання роботи. Закінчені варіанти демонструвати на робочі міста та зробити оцінювання.

4.7. Закріплення нового матеріалу: запитайте викладача по тим питанням, що пропоновані у лекції на екрані монітору вашого робочого місця (які Ви не дуже зрозумілі та згідно “САМОГО ВАЖЛИВІШОГО” з лекції ).

4.8. Підбиття підсумків уроку:

Підведемо підсумок уроку:

· з чим ми познайомились, що нового Ви узнали та які нові терміни вивчили,

· які умінні ви отримали та які навички треба відпрацювати Вам тепер.

Сьогодні ми дали відповідь на запитання: Яка буває модель? Що з нею роблять? Як створюють? Ми вже знаємо, що таке модель, моделювання та як відбувається процес її отримання. Але нашi знання будуть не повними, доки ми не з'ясуємо як ця інформація збирається, подається та як складається модель, подається в ПК для створення комп’ютерної моделі. Це тема нашого наступного уроку. (Показати структуру теми).

4.9. Виставлення оцінок викладачем: вчитель лише дає емоційне враження з уроку, дає рекомендації на майбутнє.

4.10. Відповіді на запитання по темі уроку.

4.11. Домашнє завдання: прочитати текст домашнього завдання, обрати завдання та отримати рекомендації вчителя. Запис ДЗ зробити за робочим столом по роздавальному матеріалу (см. лекцію 1).

1. Вивчити означення: мо­дель, моделювання, класифікація моделей, комп'ютерне моделю­вання.

2. Записати приклади моделей, що зустрічаються у повсякденно­му житті.

3. Придумати та записати еле­менти конструктора, з якого мож­на зібрати яку-небудь іграшку.

4. На завдання по картці, що отримали на уроці, підібрати необхідні приклади, щоб закінчити ваш конспект.