Полежаева Ирина Николаевна учитель информатики высшей квалификационной категории 2006 Аннотация программы программа курса

Вид материала

Программа курса

Содержание Пояснительная записка Программа курса Моделирование в среде графического редактора Информационные основы процессов управления. Информационная модель объекта. Представление о системе объектов. Основные этапы моделирования Программное обеспечение курса

Подобный материал:

• Моисеева Татьяна Николаевна, учитель биологии высшей квалификационной категории, 49.48kb.
• Зайцева Евдокия Ивановна учитель физики высшей квалификационной категории элективный, 847.73kb.
• Разработчик программы: Учитель географии высшей квалификационной категории Архипова, 411.83kb.
• Хуснутдинова Накия Гараевна, учитель географии и биологии высшей квалификационной категории, 231.92kb.
• Сверчкова Светлана Георгиевна, учитель истории высшей квалификационной категории, 48.23kb.
• Старостина Ирина Ивановна, учитель французского и немецкого языков высшей квалификационной, 130.25kb.
• Ринчинова Елена Николаевна, учитель истории и обществознания высшей квалификационной, 419.17kb.
• Редактор Adobe Photoshop программа, 162.74kb.
• Айдарова Ирина Рафаэлевна учитель музыки и мхк, высшей квалификационной категории Пермь, 437.93kb.
• Норкина Светлана Юрьевна, учитель математики высшей квалификационной категории, педстаж, 62.83kb.

Курс

предпрофильной подготовки учащихся

с ориентацией на информационно-технологический профиль

«Компьютерное моделирование»


(9кл)


Автор: Полежаева Ирина Николаевна учитель

информатики высшей

квалификационной категории


2006


Аннотация программы


Программа курса предназначена для углубления знаний по предмету школьного курса «Информатика и ИКТ», для поддержки основного базового курса, а также для ориентации учащихся в выборе профиля обучения и индивидуального образовательного пути.

Программа предполагает повышение компьютерной грамотности и информационной культуры школьников, формирование целостного представления об общности информационных основ процессов управления в живой природе, обществе, технике, способствует повышению эффективности применения учащимися компьютера как инструмента при изучении разных школьных предметов.

На занятиях у учащихся будут формироваться:

• умение планировать структуру действий, необходимых для достижения заданной цели;
  
• умение строить информационные модели для описания объектов и систем, оперировать этой моделью;
  
• умение организовать поиск информации, необходимой для решения поставленной задачи;
  
• технические навыки работы с компьютером и его периферийными устройствами.
  

Курс рассчитан на 16 часов, однако программа может корректироваться. Эта программа может служить основой для элективного курса в 10-11 классах.

Программа ориентирована на группы учащихся с разным уровнем подготовки.

Пояснительная записка

В период перехода к информационному обществу одним из важнейших аспектов деятельности человека становится умение оперативно и качественно работать с информацией, привлекая для этого современные средства и методы. Это добавляет к целям школьного образования еще одну цель – формирование уровня информационной культуры, соответствующего требованиям информационного общества. Учитывая размытость границ научной области информатики и невозможность в рамках школьного образования осветить весь спектр ее направлений, актуальной представляется разработка такой концепции преподавания, где наиболее ярко выделены те направления, которые послужат развитию учащихся, помогут сформировать их системное мировоззрение и позволят им овладеть современными информационными технологиями. Системно-информационный курс информатики базируется на идеях системного анализа и использовании для их реализации компьютерных технологий. Известно, что системный анализ – это целенаправленная творческая деятельность человека, на основе которой обеспечивается представление объекта в виде системы. Процессы изучения и использования свойств системы становятся определяющими и решающими для успешной практической деятельности. Одним из современных инструментов системного анализа и синтеза систем является информационное (абстрактное) моделирование, проводимое на компьютерах. Информационные модели могут имитировать существенные черты объектов-оригиналов и достаточно точно воспроизводить их поведение.

Таким образом, выделив ключевые слова, лежащие в основе системного подхода, а именно объект, система, информация, цель, модель, моделирование, мы приходим к необходимости раскрытия и изучения этих понятий с использованием современных компьютерных технологий.

Учитывая все вышесказанное, в качестве основной из целей информатики можно выделить следующие:

• Обучение системному подходу к анализу и исследованию структуры и взаимосвязей информационных объектов, которые являются моделями реальных объектов и процессов.
  

В 9-ом классе большое внимание уделяется исследованию. С этой целью учащиеся занимаются моделированием объектов, процессов, явлений из любых предметных областей в ранее освоенной программной среде.

Таким образом, одной из сильнейших сторон информатики является ее интегративный характер. Используя идеологию системного подхода, можно изучать объекты и процессы из разных предметных областей, используя для этого современные компьютерные средства и методы. Следует отметить, продуктивный характер подобной деятельности, в основу которой заложена ориентация на исследование и творчество. При этом помимо развития системного мышления может быть достигнута не менее важная цель – закрепление знаний и умений, полученных учеником на других школьных предметах.

Цели курса:

• создать условия моделирования, подробно рассматривая каждый этап на примере большого количества задач.
  
• Помочь учащимся в разработке математических моделей, алгоритмов и методов их реализации на компьютере на примере реальных моделей в различных областях знаний. (В зависимости от типа задачи моделирование проводить в системе графического редактора, текстовом и табличном процессорах).
  

Методы:

Программа ориентирована на формирование теоретической базы и овладение учащимися конкретными навыками использования компьютерных технологий в различных сферах человеческой деятельности, поэтому одним из основных методов, направленных на реализацию этого проекта, является развивающий метод. Большое значение имеют активные формы и методы организации занятий (игры, дискуссии, групповая работа, защита проектов), но в курсе используются и традиционные методы: беседа, лекция, рассказ, демонстрация.

К теоретической базе относится знание общих принципов решения задач с помощью компьютера, понимание того, что значит поставить задачу и построить компьютерную модель, знание основных способов алгоритмизации. Навыки использования информационных технологий предполагают умения работать с готовыми программными средствами.

В соответствии с этим занятия делятся на теоретическую и практическую части. Теоретические занятия проводятся с целым классом, практические занятия проходят за компьютером с группой не более 10человек. На теоретической части создаются компьютерные модели и алгоритмы решения задач. В ходе практических работ учащиеся пишут программы и проводят компьютерные эксперименты. Необходимым элементом каждого занятия является получение от учащегося обратной связи и проведение рефлексии.

Заканчивается изучение курса презентацией. (учащийся самостоятельно выбирает задачу, создает модель ее решения ).

Программа курса «Компьютерного моделирования» для 9 классов рассчитана на 16 учебных часов: 8ч. отводится на теоретические занятия и 8ч. – на компьютерные эксперименты.

В результате изучения курса учащиеся получат:

• классификацию задач, ориентированную на моделирование в том или ином процессоре;
  
• представление о компьютерном конструировании;
  
• знания структуры информационных моделей;
  
• знания технологии работы в той или иной компьютерной среде;
  
• умения составлять и проводить поэтапное моделирование, осуществлять компьютерный эксперимент.
  

Программа курса

«Компьютерное моделирование»

	Название темы			Количество часов
				Всего		Теория		Практика
	Информационные основы процессов управления. Информационная модель объекта.			1		1		-
	Представление о системе объектов. Основы классификации объектов.			2		1		1
	3. Классификация моделей			2		1		1
	4. Основные этапы моделирования			2		2		-
	5. Моделирование в среде графического редактора			2		1		1
	6. Моделирование в среде текстового редактора			3		1		2
	7. Моделирование в электронных таблицах			4		1		3
	Учебно-тематический план
№ п/п		Тема занятия	Форма проведения		Форма контроля		Кол-во часов
1.		Информационные основы процессов управления. Информационная модель объекта.	Лекция		Обратная связь		1
2.		Представление о системе объектов. Основы классификации объектов.	Беседа. Групповая работа.		Обратная связь. Защита творческих работ.		2
3.		Классификация моделей	Семинар (по докладам учащихся)		Обратная связь		2
4.		Основные этапы моделирования	Лекция		Обратная связь		2
5.		Моделирование в среде графического редактора	Беседа. Практикум.		Творческие работы		2
6.		Моделирование в среде текстового редактора	Деловая игра «Журналист» Игра «Угадай звезду»		Защита творческих проектов.		3
7.		Моделирование в электронных таблицах	Беседа. Практикум.		Творческие работы.		4

Основное содержание курса

1. Информационные основы процессов управления.
   
   1. Понятие объекта управления. Управляющее воздействие и обратная связь.
      
   2. Замкнутая схема управления. Разомкнутая схема управления.
      
   3. Примеры систем автоматического управления, неавтоматического управления, автоматизированных систем управления.
      
2. Информационная модель объекта.
   
   1. Понятие модели. Примеры материальных и нематериальных моделей. Понятие информационной модели объекта.
      
   2. Выделение цели при создании информационной модели. Представление информационной модели объекта в виде таблицы, названиями граф которой являются: имя объекта, имена параметров, значения параметров, действия, среда. Примеры информационных моделей объектов
      
3. Представление о системе объектов.
   
   1. Понятие отношений между объектами. Пространственные отношения. Временные отношения. Отношения части и целого. Понятие связи между объектами. Примеры на различные виды связей.
      
   2. Понятие о системе. Элемент системы. Роль цели при определении системы. Связи и отношения между элементами системы. Среда существования системы. Понятие целостности системы.
      
   3. Описание системы как единого объекта. Информационная модель элементов системы. Описание связей и отношений между элементами системы. Описание взаимодействия элементов системы. Примеры информационных моделей.
      
4. Основы классификации объектов.
   
   1. Понятие класса объектов. Назначение классификации. Понятие и роль признака классификации. Свойство наследования. Примеры классификации различных объектов. Классификация компьютерных документов.
      
5. Классификация моделей.
   
   1. Виды классификации моделей. Классификация моделей по способу представления: материальные и абстрактные. Классификация абстрактных моделей по возможности их реализации в компьютере: мысленные, вербальные, информационные. Классификация информационных моделей по степени формализации и по форме представления. Инструменты моделирования как признак классификации информационных моделей.
      
6. Основные этапы моделирования
   
   1. Место моделирования в деятельности человека. Прототип – моделирование – принятие решения. Этапы постановки задачи: описание задачи, цель моделирования, формализация задачи. Основные типы задач для моделирования. Рекомендации по формализации задачи. Этапы разработки модели: информационная модель, компьютерная модель.
      
   2. Этап компьютерного эксперимента: план, тестирование, проведение исследования. Анализ результатов моделирования. Схема этапов моделирования.
      
7. Моделирование в среде графического редактора.
   
   1. Понятие о моделировании в среде графического редактора.
      
   2. Моделирование геометрических операций и фигур.
      
   3. Конструирование – разновидность моделирования. Компьютерное конструирование из мозаики. Создание меню мозаичных форм. Создание геометрических композиций из готовых мозаичных форм.
      
   4. Разнообразие геометрических моделей. Моделирование резьбы по дереву. Моделирование топографической карты или плана местности. Графический алгоритм процесса.
      
8. Моделирование в среде текстового процессора.
   
   1. Словесная модель. Моделирование составных документов. Структурные модели: таблица, схема, блок-схема, структура деловых документов. Алгоритмические модели.
      
9. Моделирование в электронных таблицах.
   
   1. Этапы моделирования в электронных таблицах. Расчет геометрических параметров объекта. Моделирование ситуаций. Моделирование биологических процессов. Моделирование экологических систем. Моделирование случайных процессов.
      

Моделирование в среде графического редактора


Задания для самостоятельной работы.

• Построить прямоугольный треугольник по гипотенузе и катету. Построение произвести по нижеприведенному или собственному алгоритму.
  

• Угол, вписанный в окружность и опирающийся на диаметр, равен 90. приведенный на рисунке алгоритм основан на построении двух окружностей: с диаметром, равным заданной гипотенузе, и с радиусом, равным заданному катету.
  

• Построить равнобедренный треугольник по боковой стороне и углу при вершине. Построение произвести по собственному алгоритму.
  
• Построить треугольник по трем сторонам.
  
• Построить восьмиугольник с заданной стороной.
  
• Построить параллелограмм по заданным сторонам и острому углу.
  
• Построение 3 проекций по общему виду объекта.
  
• Создать с помощью компьютера план известного вам исторического сражения.
  
• Создать собственную галерею мод, используя в качестве модели нарисованную фигурку человека.
  
• Создать экранный набор плоских или объемных деталей для моделирования православных храмов и церквей, строящихся по определенным канонам. При создании меню желательно использовать знания, полученные на уроках истории или дополнительную литературу.
  
• Разработать эскизы базовых элементов и на их основе создать узор для деревянной поделки – шкатулки, доски или рамки.
  

Моделирование в среде текстового редактора.


Задания для самостоятельной работы.

• Наградной диплом. При проведении различных конкурсов одной из форм поощрения участников являются наградные дипломы. Они должны быть заверены подписью официальных лиц (председателя и членов жюри). Иногда диплом может подтверждать шуточные достижения. Создайте и оформите эскиз диплома.
  
• Объявление. Это документ который содержит некоторую информацию. По своему содержанию объявления могут быть разные:
  

• Объявление о предстоящем концерте, встрече, собрании содержит информацию о дате, времени, месте и теме события;
  
• Объявление о пропаже содержит характеристики объекта, контактный телефон;
  
• Объявление об услугах, пропаже, обмене содержит характеристику объекта в наиболее привлекательном виде.
  

Составьте эскиз объявления на выбранную тему.

• Составить фрагмент расписания, состоящего из четырех уроков и удовлетворяющих следующим требованиям:
  
  • Математика должна быть первым или вторым уроком пока ученики еще не устали;
    
  • Физкультура может быть только последней, чтобы разгоряченные школьники сразу шли домой;
    
  • Историю можно ставить первым, вторым или третьим уроком;
    
  • Учитель литературы может дать второй или третий урок.
    
• Составить алгоритмическую модель нахождения наибольшего общего делителя двух чисел.
  
• Составить алгоритмическую модель умножения двух чисел А и В с определением знака произведения.
  
• Составить алгоритмическую модель определения возможности построения треугольника по трем заданным сторонам А, В, С. Оформить комплексный отчет, включающий элементы оформления, текст задания, алгоритмическую модель в виде блок-схем.
  
• Чтобы предупредить развитие болезней, помидоры и огурцы опрыскивают бордоской жидкостью – смесью растворов медного купороса и извести. Главное условие при использовании такой жидкости – раствор не должен быть кислотным. Проверяется раствор лакмусовой бумажкой. Есть три варианта реакции: бумажка покраснела (кислотная реакция), посинела (щелочная), или не изменила цвет (нейтральная). Составить алгоритмическую схему принятия решения об опрыскивании растений бордоской жидкостью.
  
• Составить алгоритмическую схему правила «Частица НЕ с прилагательными».
  

Частица НЕ с прилагательными
СЛИТНО	РАЗДЕЛЬНО
Если без НЕ не употребляется	Если имеется (или подразумевается) противопоставление
Если образует новое слово (которое часто можно заменить близким по смыслу без НЕ)	Если отрицание усиливается отрицательными местоимениями или отрицательными наречиями, а также если входит в состав частиц далеко не, вовсе не, отнюдь не
Если употребляется со словами совсем, совершенно, весьма, чрезвычайно и др., усиливающими степень качества	Если употребляется с краткими прилагательными, которые не имеют полной формы, или у которых она имеет иное значение

Моделирование в электронных таблицах


Задания для самостоятельной работы.

• Определение максимальной площади треугольника. В прямоугольном треугольнике задана длина гипотенузы с. Найти размеры катетов, при которых треугольник имеет наибольшую площадь. Составить геометрическую и математическую модель. Провести расчеты.
  
• Определение минимальной длины изгороди садового участка. Садовый участок прямоугольной формы имеет площадь S. При каких размерах длины и ширины участка длина изгороди будет наименьшей? Составьте геометрическую и математическую модель. Провести расчеты.
  
• Продукты для похода. Для организации похода надо построить модель расчета нормы продуктов для группы туристов. Известна норма каждого продукта на 1 человека на день, количество человек и количество дней похода. Рассчитать необходимое количество продуктов на весь поход на 1 человека и для всей группы. Провести расчеты для разных исходных значений количества дней и туристов. Нормы продуктов приведены в таблице
  

Продукты для похода
Количество человек	15
Количество дней	6
Название	1 человек/день
Вермишель г.	55
Рис, г.	20
Пшено, г.	20
Гречка, г.	20
Картофель, г.	200
Колбаса, г.	40
Сыр, г.	50
Масло, г.	35
Суп, пакет	0,33
Хлеб, шт.	0, 33
Булка, шт.	0,33
Чай, г.	5
Кофе, г.	5
Сахар, г.	30
Сушки, г.	50
Конфеты	20

• Буратино и папа Карло. У папы Карло было накоплено 20 золотых, когда Буратино поступил на работу в кукольный театр Карабаса Барабаса. Ежедневно Буратино приносил зарплату 5 золотых, а папа Карло тратит половину (50%) имеющегося на начало недели богатства. Постройте модель изменения капитала в течении нескольких недель. Исследуйте модель и ответьте на вопросы:
  

1. Как изменяется капитал, если увеличить (уменьшить) начальный капитал папы Карло?
   
2. Как изменяется капитал, если увеличить (уменьшить) зарплату Буратино?
   
3. Как изменяется капитал, если увеличить (уменьшить) процент еженедельной траты капитала?
   

• Аквариум. Мальчик решил почистить аквариум. Начал с переселения рыб в банку. Семейство рыб, проживающих в аквариуме, составляло 40 штук. Первую рыбку он поймал быстро, затратив 5 с., и еще 2с. потратил на перекладывание в банку. Но чем меньше становилось в воде рыбок, тем труднее было их поймать. На каждую следующую рыбку он затрачивал времени больше на 5% , чем на предыдущую. Сколько минут времени он затратит на переселение рыбок?
  
• Награда. Шахматы были изобретены в Индии. Индусский царь Шерам решил наградить изобретателя шахмат, вызвал его к себе и сказал, что исполнит любую его просьбу. Изобретатель удивил царя беспримерной скромностью просьбы: - Прикажи выдать мне за первую клетку шахматной доски 1 пшеничное зерно, за вторую – 2, за каждую следующую в два раза больше, чем за предыдущую. Сколько килограммов зерна было выдано изобретателю, если 1 зерно весит 0,05г.?
  
• Обработка массива оценок. Исследуйте массив оценок в классном журнале за ограниченный промежуток времени. Проделайте два эксперимента:
  

- с массивом, содержащим оценки одного ученика по разным предметам;

- с массивом оценок всего класса по одному предмету.

Виды обработки придумайте самостоятельно.

• Совместимость людей по биоритмам. Когда у двух людей совпадают или очень близки графики по одному, двум или даже всем трем биоритмам, то можно предложить довольно высокую совместимость этих людей. Построить модель физической, эмоциональной и интеллектуальной совместимости двух друзей.
  
• Спасение утопающего. С какой скоростью и под каким углом надо бросить с борта спасательного судна круг утопающему? При расчетах учесть следующие условия:
  

1. начальная скорость может изменяться в пределах до 10 м/сек;
   
2. расстояние утопающего от корабля;
   
3. точность попадания равна 0,5м;
   
4. угол бросания может быть отрицательным;
   
5. высоту борта корабля над уровнем моря.
   

• Кроличья семья. Самка кролика каждые два месяца приносит в среднем 10 крольчат. Провести расчет пополнения кроличьей семьи молодняком в течении года.
  
• Лотерея «Спортлото». Кто из вас не знает лотерею «Спортлото»? существует две распространенных тактики:
  

1. зачеркивать в билетах одну и ту же комбинацию из «счастливых» чисел;
   
2. бросать кубик и из количества точек на верхней грани составлять набор чисел.
   

Смоделируйте серию игр «5 из 36», организовав эксперименты и с одной, и с другой тактикой. Для получения случайных чисел в пределах от 1 до 36 используйте следующую математическую модель: К=ЦЕЛОЕ(1+36*СЛУЧ_ЧИСЛО)

Наберите статистику. Сделайте выводы.


Информационные основы процессов управления. Информационная модель объекта.


Тема для дискуссии:

Можно ли один объект описать с помощью разных информационных моделей? Если да, то чем они будут отличаться?

Задания для самостоятельной работы.

1. Составить информационную модель «самолет» с целью характеристики его пассажиров. Как изменится модель, если цель – характеристика самолета как технического устройства?
   
2. Составьте информационные модели объекта «арбуз» для разных целей: нарисовать рисунок, выбрать самый вкусный, вырастить.
   
3. Приведите примеры моделей, созданных с разной целью.
   
4. Приведите примеры моделей технических устройств.
   

Представление о системе объектов.

Основы классификации объектов.


Тема для дискуссии:

Какими сравнительными характеристиками можно описать отношения части и целого? Приведите примеры.

Задания для самостоятельной работы.

1. Приведите примеры географических связей.
   
2. Придумайте системы, которые можно построить из объектов «доски», «гвозди».
   
3. Составьте таблицу отношений однотипных объектов «товары»
   
4. Назовите характеристики системы в целом и ее составляющих (свойства, действия) для объектов «стол», «класс учащихся».
   
5. составьте информационные модели систем «классная комната», «садовый участок».
   
6. Назовите основание, по которому в одну группу могли бы попасть следующие объекты:
   

• Кенгуру, утконос, кролик, броненосец;
  
• Роза, колесо, футбольные бутсы, кактус;
  
• Молоко, бензин, кислота, магма.
  

7. Классифицируйте домашнюю посуду по следующим признакам;
   

материал, назначение, долговечность.


Классификация моделей


Тема для дискуссии:

К какому типу моделей можно отнести былины? Что они моделируют?

Задания для самостоятельной работы.

1. Привести примеры математических моделей.
   
2. Привести примеры применяемых в школе учебных моделей.
   
3. Можно ли стратегическую компьютерную игру назвать игровой моделью? Чему учат такие игры?
   
4. Привести примеры компьютерных моделей.
   

Основные этапы моделирования


Тема для дискуссии:

Какие ошибки встречаются в процессе моделирования? Что надо делать, когда ошибка обнаружена?

Задания для самостоятельной работы.

1. В известном «Задачнике» Г.Остера есть следующая задача: Злая колдунья, работая не покладая рук, превращает гусениц по 30 принцесс в день. Сколько дней ей понадобится, чтобы превратить в гусениц 810 принцесс? Сколько принцесс в день придется превращать в гусениц, чтобы управиться с работой за 15 дней? Какой вопрос можно отнести к типу «что будет, если…», а какой – к типу «как сделать, чтобы…»?
   
2. Формализуйте шутливую задачу из «Задачника» Г.Остера: Из двух будок, находящихся на расстоянии 27 км. Одна от другой, навстречу друг другу выскочили в одно и тоже время две драчливые собачки. Первая бежит со скоростью 4 км/час, а вторая – 5км/час. Через сколько времени начнется драка?
   
3. назовите как можно больше характеристик объекта «пара ботинок». Составьте информационную модель объекта для разных целей:
   
   1. выбор обуви для туристского похода;
      
   2. подбор подходящей коробки для обуви;
      
   3. покупка крема для ухода за обувью
      

Вопросы, помогающие школьнику освоить рефлексивное оценивание:

Что узнал о себе, изучая курс?

Что изменил бы в курсе?

Какие формы учебных занятий понравились больше всего?

Программное обеспечение курса

Операционная система Windows 2000, графический редактор Paint, текстовый процессор Word 2000, табличный процессор Excel 2000.

Литература для учащихся.

1. Информатика. 7-9 класс. Базовый курс.(Материал для углубленного изучения) – М.: ЛБЗ, 2001.
   
2. Информатика.7-9 класс. Задачник по моделированию/Под ред. Н.В.Макаровой. – СПб.: Питер, 2001.
   
3. А.Г.Кушниренко. Кодирование информации. Информационные модели. 9-10 класс. – М.; Дрофа, 2000.
   

Литература для учителя.

1. Корриган Дж. Компьютерная графика. – М.; ЭНТРОП, 1995.
   
2. Учебные курсы по информационным технологиям.(электронный носитель)
   
3. Н.Угринович. Практикум по информационным технологиям. – М.; Лаборатория базовых знаний, 2001.
   
4. Информатика. 7-9 класс. Базовый курс.(Материал для углубленного изучения) – М.: ЛБЗ, 2001.
   
5. Информатика.7-9 класс. Задачник по моделированию/Под ред. Н.В.Макаровой. – СПб.: Питер, 2001.
   
6. А.Г.Кушниренко. Кодирование информации. Информационные модели. 9-10 класс. – М.; Дрофа, 2000.