НовоВики. «Мой Новосибирск родной!»
Проект Как познать мир?
Проект создан в рамках очно-дистанционного курса Intel Обучение для будущего. TEO Новосибирск 2010 ...
Автор проекта
Участник:Дмитриева Лариса Адольфовна
Предмет, класс
Информатика, 10-11 классы
Краткая аннотация проекта
Моделирование является одним из способов изучения окружающего мира. Компьютер в этом может стать хорошим помощником. Не важно из какой предметной области решается задача: биология или химия, математика или экономика, физика или география. Технология исследований остается одной и той же. Участники проекта смогут освоить все этапы компьютерного моделирования от постановки задачи до проведения экспериментов.
Вопросы, направляющие проект
Основополагающий вопрос
Как компьютер может помочь в изучении объектов, процессов или явлений окружающего мира?
Проблемные вопросы
- Чем компьютер лучше пластилина?
- Зачем нужны эксперименты?
- Как формализовать задачу?
Учебные вопросы
- Что такое объект? модель? моделирование?
- Какие модели существуют?
- Какие модели нам нужны?
- На какие этапы разделяется процесс моделирования?
- Что такое формализация?
Визитная карточка проекта
Визитная карточка проекта "Как познать мир?"
План проекта
1 этап (подготовительный)- 3 недели, теоретическая подготовка, поиск ответов на поставленные учебные вопросы. Итог - презентация или статья на Ново-Вики. Критерии оценивания: полнота, логичность, структурированность, четкость, краткость, понятность изложения.
2 этап (основной) - 4 недели, построение моделей различных типов из различных предметных областей соответственно разным целям моделирования. Итог - представление готовой модели, доказательство ее правильности и соответствия поставленной цели моделирования. Оценивание: тестирование модели.
3 этап (заключительный) - 3 недели, использование моделей для исследований объектов, процессов или явлений; проведение экспериментов; анализ и представление результатов исследований. Итог - отчет исследования. Оценивание: аргументированность экспериментов и плана их проведения, выбора способа фиксации данных; Глубина анализа результатов, правильность сделанных выводов, наглядность и эффективность представления результатов и выводов.
Публикация учителя
Буклет проекта "Как познать мир?"
Презентация учителя для выявления представлений и интересов учащихся
Презентация проекта "Как познать мир?"
Пример продукта проектной деятельности учащихся
Что такое модель, мы знали давно. На уроках математики учитель когда-то нам показывал модели геометрических фигур, химии - модели атома, биологии - модели строения человека, растений или животных, географии - модель строения земли и т.д. Всюду нас окружают модели. Они сделаны из различных материалов. Мы сами строили модели из пластилина и бумаги. С помощью них мы можем узнать, как устроен мир вокруг нас. Оказывается, вся история человечества связана с построением моделей. В 1870 г. английское Адмиралтейство спустило на воду новый броненосец “Кэптен”. Корабль вышел в море и перевернулся. Погиб корабль. Погибли 523 человека.Это было совершенно неожиданно для всех. Для всех, кроме одного человека. Им был английский ученый-кораблестроитель В.Рид, который предварительно провел исследования на модели броненосца и установил, что корабль опрокинется даже при небольшом волнении. Но ученому, проделывающему какие-то несерьезные опыты с “игрушкой”, не поверили лорды из Адмиралтейства. И случилось непоправимое... Модель - неоценимый и бесспорный помощник инженеров и ученых. Архитектор готовится построить здание невиданного доселе типа. Но прежде чем воздвигнуть его, он сооружает это здание из кубиков на столе, чтобы посмотреть, как оно будет выглядеть. Это модель. Для того, чтобы объяснить, как функционирует система кровообращения, лектор демонстрирует плакат, на котором стрелочками изображены направления движения крови. Это модель. Перед тем как запустить в производство новый самолет, его помещают в аэродинамическую трубу и с помощью соответствующих датчиков определяют величины напряжений, возникающих в различных местах конструкции. Это модель. На стене висит картина, изображающая яблоневый сад в цвету. Это модель. Конечно, архитектор мог бы построить здание без предварительных экспериментов с кубиками. Но он не уверен, что здание будет выглядеть достаточно хорошо. Если оно окажется некрасивым, то многие годы потом оно будет немым укором своему создателю, лучше уж поэкспериментировать с кубиками. Конечно, лектор мог бы для демонстрации воспользоваться подробным анатомическим атласом. Но эта подробность ему совершенно не нужна при изучении системы кровообращения. Более того, она мешает изучению, т.к. мешает вниманию сосредоточиться на главном. Лучше уж воспользоваться плакатом. Конечно, можно запустить самолет в производство и не зная, какие напряжения возникают, скажем, в крыльях. Но эти напряжения, если они окажутся достаточно большими, вполне могут привести к разрушению самолета. Лучше уж сначала исследовать самолет в трубе. Конечно, богатейшие эмоциональные впечатления можно получить стоя в благоухающем яблоневом саду. Но если мы живем на Крайнем Севере и у нас нет возможности увидеть яблоневый сад в цвету (была такая замечательная песня "Яблони в цвету, какое чудо..."). Можно посмотреть на картину и представить этот сад.
На уроке информатики мы собрали все, что знали о моделях, в одну кучу и сформулировали общее определение модели.
Модель - это такой материальный или мысленно представляемый объект, который в процессе изучения замещает объект-оригинал, сохраняя некоторые важные для данного исследования типичные его черты. Мы также попробовали склассифицировать все модели по разным признакам. Потом сравнили свою классификацию с теми, что уже были построены до нас. Для этого пришлось поискать необходимую информацию в учебниках и интернет. Хорошо построенная модель, как правило, доступнее для исследования, нежели реальный объект. Более того, некоторые объекты вообще не могут быть изучены непосредственным образом: недопустимы, например, эксперименты с экономикой страны в познавательных целях; принципиально неосуществимы эксперименты с прошлым или, скажем, с планетами Солнечной системы и т.п. Экспериментировать в этих целях с реальным объектом в лучшем случае бывает неудобно, а зачастую просто вредно или вообще невозможно в силу ряда причин (большой продолжительности эксперимента во времени, риска привести объект в нежелательное и необратимое состояние, объект слишком мал или, наоборот, огромен и т.п.)
Тогда на помощь нам приходят компьютерные модели. Компьютерное моделирование начинается обычно с объекта изучения, в качестве которого могут выступать: явления, процесс, предметная область, жизненные ситуации, задачи. После определения объекта изучения строится модель. При построении модели выделяют основные, доминирующие факторы, отбрасывая второстепенные. Выделенные факторы перекладывают на понятный машине язык. Строят алгоритм, программу.
Когда программа готова, проводят компьютерный эксперимент и анализ полученных результатов моделирования при вариации модельных параметров. И уже в зависимости от этих выводов делают нужные коррекции на одном из этапов моделирования: либо уточняют модель, либо алгоритм, либо точнее, более корректнее определяют объект изучения.
Материалы по формирующему и итоговому оцениванию
Оформление отчета по моделированию
Материалы по сопровождению и поддержке проектной деятельности
Пример задания на моделирование: задача "Бабушки в очереди"
