Электронно-образовательный ресурс как средство реализации информационно-деятельностного подхода на уроках информатики в основной школе

Универсальные учебные действия, формируемые при информационно-деятельностном подходе. Изучение специфики построения урока. Дидактические возможности использования созданного электронно-образовательного ресурса по линии "Моделирование и формализация".

Рубрика Педагогика
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 28.07.2018
Размер файла 1,5 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Выпишите, пожалуйста, в таблицу №2 , полученные характеристики.

3. СКЛОННОСТИ И ПРЕДПОЧТЕНИЯ

Специальные методики помогают выявлять способности и склонности человека быстро и в широком диапазоне. Таких методик уже сотни, но все равно их недостаточно. Тем не менее известный психолог Е. А. Климов разделил все профессии на пять групп: к первой он отнес профессии типа «человек - природа» (например, лесовод, агроном, биолог), ко второй - «человек - техника» (слесарь, механизатор, монтажник), к третьей - «человек - человек» (педагог, медсестра, администратор), к четвертой - «человек - знаковая система» (стенографистка, оператор ЭВМ, математик), к пятой - «человек - художественный образ» (ювелир, фотограф, художник).

Ответив на следующие вопросы, вы можете определить, какой тип профессий предпочитаете. Нравится ли вам занятие, о котором говорится в левой части вопроса (колонка а), или нет? Что для Вас предпочтительнее? Выберите вариант ответа.

Таблица 10 Определение будущей профессии

а

б

1

Ухаживать за животными

Обслуживать машины, приборы

2

Лечить больных

Составлять компьютерные программы

3

Следить за качеством книжных иллюстраций, плакатов

Следить за состоянием и развитием растений

4

Обрабатывать материалы (дерево, ткань, металл)

Рекламировать, продавать товары

5

Обсуждать научно-популярные статьи

Обсуждать пьесы, концерты

6

Выращивать животных

Помогать товарищам в работе, спорте

7

Настраивать музыкальные инструменты

Управлять трактором, тепловозом

8

Давать людям информацию (в справочном бюро, на экскурсии)

Оформлять выставки, участвовать в подготовке концертов

9

Ремонтировать вещи, изделия

Искать и справлять ошибки в текстах, рисунках

10

Лечить животных

Выполнять вычисления, расчеты

11

Выводить новые сорта растений

Конструировать машины, проектировать дома

12

Разбирать споры между людьми, убеждать, разъяснять

Разбираться в чертежах, схемах

13

Наблюдать за работой художественной самодеятельности

Изучать жизнь микробов

14

Налаживать медицинские приборы

Оказывать людям медицинскую помощь

15

Составлять отчеты о наблюдаемых явлениях

Художественно описывать события

16

Делать лабораторные анализы в больнице

Осматривать больных, назначать лечение

17

Красить стены, расписывать изделия

Монтировать здания, собирать машины

18

Организовывать культпоходы, экскурсии

Участвовать в концертах, спектаклях

19

Изготовлять детали, строить здания

Чертить, копировать карты

20

Бороться с болезнями растений

Работать на компьютере

Выбранные варианты ответов обведите, пожалуйста, в таблице 11

Таблица 11 Ключи

Природа

Техника

Человек

Знаковая система

Художественный образ

За

36

10а

10б

11а

11б

12а

126

13а

13б

14а

14б

15а

15б

16а

16б

17а

176

18а

186

19а

19б

20а

20б

В двух колонках «попаданий» окажется больше всего, они покажут Ваши предпочтения в деятельности.

Запишите результат в таблицу 10

Методическое планирование урока №4 по теме: «Построение и исследование физических моделей.

Инструктаж по ТБ». Практическая работа №32.Проект «Бросание мячика в площадку»

Класс: 9

Учебник: Н.Д. Угринович, 9 класс

Тип урока: урок - исследование.

Цели урока:

Образовательные:

· формирование умения исследования физических моделей графическим методом и методом Подбор параметра;

· ознакомление со способами представления моделирования и формализации;

· умение описывать окружающую действительность с помощью различных информационных объектов;

Развивающие:

· продолжение формирования и развития информационного видения окружающего мира;

· формирование эмоционально-ценностного отношения к результатами интеллектуального труда;

Воспитательные:

· овладение основными логическими приемами работы с базовыми понятиями информатики;

· овладение навыками представления объектов окружающей действительности.

Формы работы:

· индивидуальная:

· групповая.

Оборудование:

· мультимедийный проектор;

· презентация;

· интерактивная доска;

· MicrosoftExcel;

· MicrosoftPowerPoint;

· раздаточный материал.

Таблица 12 Ход урока

Этапы урока

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

1.Организационный момент

(2 минуты)

Цель: проверка готовности к уроку и настрой

-Здравствуйте, ребята!

-Сегодня я вам предлагаю быть в роли исследователей.

- Давайте подумаем с вами, а кто такой исследователь?

-По словарю Ожегова «Исследователь - это человек, занимающийся научными исследованиям».

-Здравствуйте!

-это тот, кто что-то исследует, изучает.

2.Актуализация знаний

(3 минут)

-Но перед тем, как приступить к работе, задумайтесь над темой исследования «Построение и исследование физических моделей».

-Давайте подумаем с вами, а с чего мы начнём наше исследование?

Примерный план урока:

1.Организационный (цель: проверка готовности к уроку и настрой).

2. Изучение нового материала (цель: исследование нового материала)

3.Закрепление материала (решение задач) (цель: закрепить полученные знания на практике)

4.Домашнее задание (цель: буду делать то, что я ещё плохо знаю или то, что мне нравится).

5.Подведение итогов (цель: что нового узнали и что ещё хотели бы узнать)

6.Рефлексия (цель: оценить настроение от урока в целом)

-Учащиеся записывают тему рока в тетрадь.

-Для начала надо построить план нашего исследования.

3.Изучение нового материала

(25 минут)

Цель: исследование нового материала

-Ребята, сегодня мы с вами будем строить и исследовать физическую модель на одном из примеров, а примеры мы возьмем в электронно-образовательном ресурсе по линии «Моделирование и формализация». Для этого откроем данный ресурс на лекции №4 по теме: «Построение и исследование физических моделей» и начнем работать по своей теме, не забывая о том, что ваша цель на данном этапе - это изучение материала:

Дана задача: в процессе тренировок теннисистов используются автоматы по бросанию мячика в определенно место площадки. Необходимо задать автомату необходимую скорость и угол бросания мячика для попадания в мишень определенного размера, находящуюся на известном расстоянии.

-Давайте, вспомним, что же такое модель?

-Что значит описать модель?

-Молодцы!

-Но чтобы нам начать решать данную задачу, для начала мы для начала мы вспомним схему модели, представленную на 4 слайде.

-Итак, начнем с I этапа- постановки задачи.

Для начала мы поставим цель для решения задачи.

-II этап - Разработка информационной модели

Из условия задачи мы можем сформулировать следующие основные предположения:

1. мячик мал по сравнению

с Землей, поэтому его можно считать материальной точкой;

2. изменение высоты

мячика мало, поэтому ускорение свободного падения можно считать постоянной величиной g = 9,8 м/с , следовательно, движение по оси OУ можно считать равноускоренным;

3. скорость бросания

мячика мала, поэтому сопротивлением воздуха можно пренебречь, следовательно, движение по оси OХ можно считать равномерным.

-Давайте вспомним, что такое формализация?

-Ребята, а что же такое формальная модель?

-Давайте составим

формальную модель

Для формализации модели нам нужны следующие величины:

1. начальную скорость мячика - v0;

2. угол бросания мячика - б ;

3. высоту стенки - h;

4. расстояние до стенки -s.

- Используем известные из курса физики формулы равномерного и равноускоренного движения для определения координат мячика. Дальность x и высоту y при заданной начальной скорости v0 и угле бросания б для любого момента времени t можно вычислить по следующим формулам, представленных на слайде 6.

-Чтобы определить, попадет ли мячик в стенку, необходимо вычислить его координату ув момент времени, когда он будет находиться на расстоянии s. Из первой формулы выражаем время, которое понадобится мячику, чтобы преодолеть расстояние s: t = s / (v0*cos б).

-Подставляем это значение времени t в формулу для вычисления координаты y. Получаем t - высоту мячика над землей на расстоянии s:

l = s * tgб-g * s2 / (2* v02* cos2 б).

-Формализуем теперь условие попадания мячика в мишень. Попадание произойдет, если значение высоты мячика l будет удовлетворять условию в форме неравенства: 0 lh.Если l < 0, то это обозначает «недолет». А если l > h , то это означает «перелет».

-А теперь мы с вами составим компьютерную модель в MicrosoftExcel. (см. раздаточный материал №2)

-Какой результат у нашего исследования?

-Учащиеся работают за компьютером в индивидуальном порядке, пользуясь помощью учителя.

-модель - это копия реального объекта.

-это значит описать свойства и признаки моделей.

-учащиеся вспоминают схему модели.

-учащиеся ставят цель

-учащиеся вместе с учителем разрабатывают информационную модель.

-отображение объектов некоторой предметной области с помощью символов какого-либо языка.

-модель, заданная на математическом или любом другом формализованном языке.

-Учащиеся составляют компьютерную модель за компьютерами под руководством учителя

-Исследование компьютерной модели в электронных таблицах показало, что существует диапазон значений угла бросания от 32,6 до 36,1 , который обеспечивает попадание в мишень высотой 1 м, находящуюся на расстоянии 30 м, мячиком, брошенным со скоростью 18 м/с.

4.Закрепление нового материала

(10 минут)

Цель: закрепить полученные знания на практике

Инструктаж по ТБ.

-Ребята, а сейчас мы с вами закрепим изученную нами тему, вы сейчас в индивидуальном порядке решите задачу по всем тем этапам, которым мы изучили выше.

Откройте электронно-образовательного ресурса по линии «Моделирование и формализация» на практической работе №1 по теме: «Проект «Бросание мячика в площадку»» и, следуя пунктам выполните ее. (см. приложение к уроку).

Задача: Тело брошено вертикально вверх с некоторой высоты. Определить через какое количество времени тело упадет на поверхность земли.

(построение и исследование физической модели проводится учащимися самостоятельно).

По завершению учащиеся демонстрируют полученные результаты.

-Учащиеся выполняют практическую работу в индивидуальном порядке, используя помощь учителя.

5.Домашнее задание

(2 минуты)

Цель: буду делать то, что я ещё плохо знаю или то, что мне нравится

Сегодня вы сами выберете себе домашнее задание, которое представлено по уровням:

1)стандартный (прочитать параграф 5.4 и ответить на вопросы);

2)повышенный (создать презентацию по теме: «Построение и исследование физических моделей»);

3)творческий (составить кроссворд по теме: «Построение и исследование физических моделей»).

-Учащиеся выбирают себе задание, записывают в дневник.

6. Подведение итогов.

(3 минуты)

Цель: что нового узнали и что ещё хотели бы узнать

-А теперь подведем итоги урока, ответив на следующие вопросы

1. Что нового вы узнали на сегодняшнем уроке?

2. Чему научились?

3. Удалось ли вам выполнить всё то, что мы планировали на уроке?

4. Вам понравился этот урок?

5. Какие выводы вы сделали по уроку?

-Мы сегодня изучили новую тему. Мы узнали, как построить и исследовать физических моделей.

7. Рефлексия

(2 минуты)

Цель: оценить настроение от урока в целом

-На вашем столе у каждого лежит по листку, и сейчас мы с вами поиграем в игру «Незаконченное предложение». Вам нужно будет ответить всего на один вопрос:

· Больше всего мне сегодня на уроке понравилось…

Дети пишут свое отношение к уроку.

Практическая работа №32. «Бросание мячика в площадку» в электронной таблице Microsoft Excel 2007 к уроку №4 по теме: «Построение и исследование физических моделей».

1. В операционной системе Windows запустите электроне таблицы Microsoft Excel 2007 командой [Пуск - Все программы - Microsoft Office - Microsoft Office Excel 2007].

Построение траектории движения мячика. Для ввода начальной скорости бросания мячика v0 будем использовать ячейку В1, а для ввода угла бросания - ячейку В2 (рис. 5.1.2).

2. Введем в ячейки А5:А18 значения времени t с интервалом 0,2 с и вычислим по формулам (5.1) значения координат тела х и у для заданных значений времени. 2. Ввести:

* в ячейку В5 формулу

=$B$l*COS(РАДИАНЫ($B$2))*A5;

* в ячейку С5 формулу

=$В$1*SIN(РАДИАНЫ($В$2))*А5-4,9*А5*А5.

В электронных таблицах аргументы функций COS() и SIN() задаются в радианах, поэтому необходимо преобразовать значения углов из градусов в радианы с помощью функции РАДИАНЫ().

3. Скопировать введенные формулы в ячейки В6:В18 и С6:С18 соответственно.

Получим в столбце В значения координаты мячика по оси X, а в столбце С - координаты по оси У, вычисленные для определенных моментов времени (см. рис. 21).

Рис.21. Координаты мячика в заданные моменты времени

Визуализируем модель, построив график зависимости координаты у от координаты х (траекторию движения тела). Для построения траектории движения мячика используем диаграмму типа График.

4. При построении графика в качестве категорий использовать» диапазон ячеек В5:В18, а в качестве значений - диапазон ячеек С5:С18 (рис. 22).

Рис.22. Траектория движения мячика

5. По полученному графику (траектории движения мячика) можно качественно судить, попадет ли он в площадку при заданных начальных условиях (расстоянии до площадки и ее длины).

Методическое планирование урока №5 по теме: «Приближенное решение уравнений». Практическая работа №33.Проект «Графическое решение уравнений»

Класс: 9

Учебник: Н.Д. Угринович, 9 класс

Тип урока: урок-практикум.

Цели урока:

Образовательные:

· обучение учащихся решать уравнения графическим способом в электронных таблицах;

· повторение и закрепление основных навыков работы в электронных таблицах;

· обучение учащихся работать по алгоритму, соблюдая все этапы решения задачи на компьютере;

Развивающие:

· развитие исследовательской компетентности учащихся при формализации модели, логического мышления, расширение кругозора;

Воспитательные:

· воспитание интереса к предмету через различные формы организации работы на уроке (индивидуальная, групповая);

· воспитание уверенности у учащихся в своих силах и возможностях, в способности преодолевать возникающие трудности.

Формы работы:

· индивидуальная:

· групповая.

Оборудование:

· презентация;

· мультимедийный проектор;

· интерактивная доска.

Таблица 13 Ход урока

Этапы урока

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

1.Организационный момент

(2 минуты)

Цель: проверка готовности к уроку и настрой

-Здравствуйте, ребята!

-На столе стоит аквариум, в нем находятся картонные рыбки золотистого цвета.

-Нам всем хочется поймать «золотую рыбку», которая исполнит все наши желания. Я попрошу каждого подойти к аквариуму и поймать свою «золотую рыбку». Загадайте желание на сегодняшний урок. Теперь попытаемся сделать из маленьких рыбок одну огромную «золотую рыбку» (учащиеся приклеивают маленьких рыбок, которые выполняют роль чешуи).

-И пусть все желания, которые вы загадали, сбудутся. А с помощью этой «золотой рыбки» нам на уроке будут сопутствовать удача и успех!

-Молодцы!

-Здравствуйте!

-Дети пишут желания на рыбках и складывают их в аквариум.

2.Актуализация знаний

(3 минуты)

-Итак, тема нашего урока «Приближенное решение уравнений в электронных таблицах».

-Давайте подумаем, что нового вы узнаете сегодня на уроке, исходя из темы урока?

-А для чего нам это надо?

- Традиционно начинаем наш урок с плана урока с целеполаганием на каждом этапе урока.

Примерный план:

1.Организационный (цель: проверка готовности к уроку и настрой).

2. Решение и построение физических моделей (цель: изучение нового материала)

3.Закрепление материала (решение задач) (цель: выявить уровень знаний по

пройденному материалу)

4.Домашнее задание (цель: буду делать то, что я ещё плохо знаю или то, что мне нравится).

5.Подведение итогов (цель: что нового узнали и что ещё хотели бы узнать)

6.Рефлексия (цель: оценить настроение от урока в целом)

-Учащиеся записывают тему урока в тетрадь.

-Мы научимся строить графики в электронных таблицах.

- Чтобы применить полученные знания на практике.

3.Изучение нового материала.

(25минуты)

-Ребята, сегодня мы будем изучать новый материал с помощью электронно-образовательного ресурса по линии «Моделирование и формализация». Для этого откроем данный ресурс на лекции №5 по теме: «Приближенное решение уравнений» и для начала давайте вспомним основные элементы электронной таблицы.

Для этого мы вместе с вами разгадаем кроссворд по теме: «Электронные таблицы» в виде кроссворда.

-Итак, ключевым словом ГРАФИК, которое неспроста было задумано.

- Сегодня мы будем решать уравнения графическим способом. И как вы уже догадались в электронных таблицах.

- Итак, точное решение существует только для некоторых уравнений определенного вида, поэтому для большинства уравнений приходится использовать методы приближенного решения. Мы сегодня научимся решать уравнения графическим методом в электронных таблицах.

- Построение графиков функций может использоваться для грубо приближенного решения уравнений. Для уравнений вида f(х)=0, где f(х)- некоторая непрерывная функция, корни этого уравнения являются точки пересечения с осью Х.

Давайте разберем, алгоритм решения уравнения:

1 этап. Постановка задачи.

2 этап. Для того, чтобы решить его графически, запишем в виде у= х2-2.

3 этап. Составление таблицы

4 этап.Построить график функции.

5 этап. Найти точки пересечении с осью ох

6 этап. Записать ответ.

- А как еще может располагаться график относительно оси ОХ?

-Ребята, а как нам построим точно такую же таблицу, но в электронных таблицах ?

Учитель заканчивает работу с презентацией и приступает к компьютерному эксперименту.

Для того, чтобы реализовать компьютерный эксперимент, нам нужно открыть Excel, заполнить заранее заготовленную таблицу.

Вспомнить при этом:

· Как записываются формулы в электронных таблицах;

· Как выполнить копирование

данных.

Демонстрация

· Выделить таблицу;

· Построить точечную диаграмму;

· Подписать параметры диаграммы;

· Найти точки пресечения;

· Сравнить с предыдущим графиком.

-Учащиеся разгадывают кроссворд.

-Если график имеет одну точку пересечения с осью ОХ , то уравнение имеет одно решение.

Если график имеет две точки пересечения с осью ОХ , то уравнение имеет два решения.

Если график не имеет точек пересечения с осью ОХ , то уравнение не имеет решений.

-Выслушиваются ответы учащихся.

-все формулы в электронных таблицах начинаются с равно, а потом используются формулы.

-нужно выделить содержимое ячейки, правой кнопкой мыши копировать, потом вставить данные в нужную нам ячейку.

4.Закрепление нового материала

(10 минут)

Цель: выявить уровень знаний по

пройденному материалу

- Ребята, вам сейчас самим придется решать подобные уравнения и находить их решения. Откройте электронно-образовательного ресурса по линии «Моделирование и формализация» на практической работе №2 по теме: «Проект «Графическое решение уравнений»» (см. приложение к уроку) и следуя пунктам выполните ее.

-После чего вы должны выполнить еще один этап - анализ полученных результатов. Вы должны указать на те трудности, с которыми вы столкнулись при выполнении задания.

Найти приближенное решение уравнения:

Учащиеся садятся за компьютеры и выполняют практическую работу. Работа выполняются парами. Созданный документ сохранить и скопировать в папку ОБЩИЕ ДОКУМЕНТЫ.

5.Домашнее задание

(2 минуты)

Цель: буду делать то, что я ещё плохо знаю или то, что мне нравится

Сегодня вы сами выберете себе домашнее задание, которое представлено по уровням:

1)стандартный (прочитать параграф 5.5 и ответить на вопросы, решить графически уравнения.в рабочих тетрадях)

2)повышенный (создать презентацию по теме: «Построение и исследование физических моделей»);

3)творческий (составить кроссворд по теме: «Построение и исследование физических моделей»).

-Учащиеся выбирают себе задание, записывают в дневник.

6.Подведение итогов.

(3 минуты)

Цель: что нового узнали и что ещё хотели бы узнать

А теперь подведем итоги урока, ответив на следующие вопросы

1. Что нового вы узнали на сегодняшнем уроке?

2. Чему научились?

3. Удалось ли вам выполнить всё то, что мы планировали на уроке?

4. Вам понравился этот урок?

5. Какие выводы вы сделали по уроку?

-Мы сегодня изучили новую тему. Мы узнали, как строить график в электронных таблицах.

Нам очень понравился данный урок.

7. Рефлексия

(2минуты)

Цель: оценить настроение от урока в целом

- Наш урок у нас заканчивается. За это время выросло удивительное дерево, благодаря которому каждый из вас может показать пользу или бесполезность нашего урока.

Если урок для вас прошел плодотворно, и вы остались довольны - прикрепите к дереву плоды - яблоки.

Если урок прошел хорошо, но могло быть и лучше - прикрепите цветы.

Если урок не отличается от прежних уроков, и ничего нового не принес - зеленые листочки.

А уж если совсем напрасно было потрачено время на уроке, то - желтый, чахлый лист.

Дети прикрепляют свое отношение к уроку на дерево.

Практическая работа №33.Проект «Графическое решение уравнений» к уроку №5 по теме: «Приближенное решение уравнений»

Аппаратное и программное обеспечение. Компьютер с установленной операционной системой Windows или Linux.

Цель работы. Научиться создавать компьютерные модели решения уравнений на языке объектно-ориентированного программирования Visual Basic.

Задание. Разработать проект, в котором приближенно графически решается уравнение х3 - sinx = 0.

Проект «Графическое решение уравнения» на языке объектно-ориентированного программирования Visual Basic 2005

1. В операционной системе Windows запустить систему объектно-ориентированного программирования Visual Basic 2005 командой [Программы Visual Basic 2005 Express Edition]

2. Разместить на форме (рис. 5.2.1):

· графическое поле PictureBoxl, в котором будет осуществляться построение графика функции у = х'1 - - sinjc;

· кнопку But ton 1 для запуска обработчика события, реализующего построение графика.

В обработчике события осуществим преобразование компьютерной системы координат графического поля в математическую систему координат, удобную для построения графика функции. Нарисуем оси координат и нанесем на них шкалу.

В полученной математической системе координаты находятся в диапазонах -150=<X=<150 и 100=<X=<10. Однако для поиска корней уравнения необходимо построить график функции в диапазоне аргумента - 1,5=<X=<1,5, нак тором функция принимает значения примерно в диапазоне - 1=<X=<1.Следовательно, необходимо увеличить масштаб графика в 100 раз:

· координаты точек графика необходимо умножить на 100;

· значения шкал осей разделить на 100.

Построение графика функции осуществим в цикле со счетчиком (аргумент Х) с использованием метода рисования точки DrawEllipse (Pen1, X*100, Y*100, 1, 1), в котором координатами точки являются аргумент функции и значение функции.

Рис.23.Код программы

4.Запустить проект на выполнение и щелкнуть по кнопке График. Графи функции пересекает ось Х три раза и, следовательно, уравнение имеет три корня. По графику грубо приближенно можно определит, что х1=0,9, х2=0 и х3=0,9

Рис. 24.Проект «Графическое решения уравнения»

Проект «Графическое решение уравнения» в электронных таблицах Microsoft Excel и OpenOffice.org Calc

1.В операционной системе Windows запустить электронные таблицы Microsoft Excel командой [Программы- Microsoft Office-Microsoft Office Excel] или электронные таблицы OpenOffice.org Calc командой [Програм мы- OpenOffice-OpenOffice Calc].

Или: в операционной системе Linux запустить электронные таблицы OperiOffice.org Calc командой [Программы- OpenOffice OpenOffice Calc].

Для графического решения уравнения представим функцию у - хл - sinx в табличной форме.

2.В диапазон ячеек В1:Р1 (рис. 5.2.2) ввести значения аргумента функции от -1,4 до 1,4 с шагом 0,2.

3.В ячейку В2 введем формулу вычисления значений функции =B1~3-SIN(B1) и скопируем ее в диапазон ячеек С2:Р2.

Рис.25. Табличное представление функции у=х*х*х-sinx

4. Для грубо приближенного определения корней уравнения построить диаграмму типа График.

Рис.26. Решение уравнения путем построения диаграммы типа График

5. График функции пересекает ось X три раза и, следовательно, уравнение имеет три корня. По графику приближенно можно определить, что Xi ~ 0,9, о и X:, ~ 0,9.

Методическое планирование урока №6 по теме: «Приближенное решение уравнений». Практическая работа №34. Проект «Распознавание удобрений»

Класс: 9

Учебник: Н.Д. Угринович, 9 класс

Тип урока: урок-практикум.

Цели урока:

Образовательные:

· ознакомление с ролью информационной модели экспертной системы;

· ознакомление с формальной моделью экспертной системы «Распознание удобрений»;

Воспитательные:

· формирование самостоятельности и ответственности при изучении нового материала;

Развивающие:

· развитие внимания и аналитического мышления.

Формы работы:

· индивидуальная:

· групповая.

Оборудование:

· презентация;

· мультимедийный проектор;

· интерактивная доска.

Таблица 14 Ход урока

Этапы урока

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

1.Организационный момент

(2 минуты)

Цель: проверка готовности к уроку и настрой

-Здравствуйте, ребята! (На цветной бумаге нарисованы красивые улыбающиеся мордашки.)

- Улыбка ничего не стоит, но много дает. Она обогащает тех, кто ее получает, не обедняя при этом тех, кто ею одаривает. Она длится мгновение, а в памяти остается порой навсегда. Она создает счастье в доме, порождает атмосферу доброжелательности в деловых взаимоотношениях и служит паролем для друзей. Подарите друг другу улыбку. Улыбайтесь, и вы будите нравиться людям.

-Молодцы!

-Здравствуйте!

-учащиеся улыбаются друг другу.

2.Актуализация знаний

(3 минуты)

-Итак, тема нашего урока «Экспертные системы распознавания химических веществ».

-Давайте подумаем, что нового вы узнаете сегодня на уроке, исходя из темы урока?

-А для чего нам это надо?

-Традиционно начинаем наш урок с плана урока с целеполаганием на каждом этапе урока.

Примерный план урока:

1.Организационный (цель: проверка готовности к уроку и настрой).

2.Изучение нового материала

A. Подготовка учащимися нового

материала (цель: изучение нового материала)

B. Выступление групп по данным

темам (цель: выбирать нужную информацию из различных источников и оформлять её в Power Point)

C. Беседа по составленным вопросам

(цель: выявление уровень понимания нового материала)

3.Выполнение практических заданий

(цель: выявить уровень знаний по пройденному материалу)

4.Домашнее задание (цель: буду делать то, что я ещё плохо знаю или то, что мне нравится).

5.Подведение итогов (цель: что нового узнали и что ещё хотели бы узнать)

6.Рефлексия (цель: оценить настроение от урока в целом)

На прошлых уроках мы знакомились с моделированием, формализацией и визуализацией моделей .На сегодняшнем уроке мы с вами познакомимся с построение информационное модели экспертной системы, но для начала давайте вспомним:

-Учащиеся записывают тему рока в тетрадь.

-Мы научимся строить графики в электронных таблицах.

- Чтобы применить полученные знания на практике.

3.Изучение нового материала.

(25 минут)

A. Подготовка

учащимися нового

материала (цель: изучение нового материала)

B. Выступление

групп по данным

темам(цель: умение выступать перед сверстникам)


C. Беседа

по

составленным

вопросам

(цель: выбирать нужную информацию из различных источников и оформлять её в Power Point)

-Ребята, сегодня мы будем изучать новый материал с помощью электронно-образовательного ресурса по линии «Моделирование и формализация». Для этого откроем данный ресурс на лекции №6 по теме: «Экспертные системы распознавания химических веществ» и начнем работать по своей теме, не более 10 минут и не забывая о том, что ваша цель на данном этапе - это изучение материала, продумав вопросы перед своим выступлением.

-Ребята, сейчас выступает первая группа с темой: «Экспертные системы»

-Ребята, сейчас выступает вторая группа с темой: «Формальная модель экспертной системы «Распознавание удобрений»

-Ребята, сейчас выступает третья группа с темой: «Компьютерная модель экспертной системы на языке»


-Ребята, а теперь мы с вами побеседуем по вопросам, которые вы составили.

1 подгруппа - «Экспертные системы»

2 подгруппа - «Формальная модель экспертной системы «Распознавание удобрений»

3 подгруппа - «Компьютерная модель экспертной системы на языке»

Дети делятся на три подгруппы, каждая группа выбирает тему и начинает ее готовить.

Все три группы готовят материал по новой теме в течении 10 минут

Выступление 1-й группы:

Профессиональные экспертные системы достаточно широко используются в различных областях науки и техники. Такие системы позволяют автоматически выявлять причины сбоев в работе сложных технических систем (например, космических кораблей), распознавать личность человека по его отпечаткам пальцев или радужной оболочке глаза и т. д.

Основная задача экспертных систем - распознавать объекты или состояния объекта. В процессе обучения встречается достаточно много учебных ситуаций, когда вам приходится выступать в роли эксперта и необходимо распознать тот или иной объект. Обычно такие задачи выполняются методом проб и ошибок, без осознания и фиксации стратегии поиска.

Создание учебной экспертной системы позволяет осознать и зафиксировать последовательность рассуждений или действий, которая приводит к распознаванию того или иного объекта среди некоторой совокупности.

Выступление 2-й группы:

Экспертная система может быть представлена в виде алгоритма, состоящего из последовательности шагов с использованием алгоритмической структуры «ветвление». Можно построить различные алгоритмы поиска, однако необходимо стремиться к выбору оптимальной стратегии распознавания (достижения цели за минимальное число шагов). Такая стратегия будет реализована, если каждый шаг будет максимально уменьшать неопределенность (нести максимальное количество информации).

Количество информации как мера уменьшения неопределенности знания

Построим алгоритм, в котором на первом шаге разделим шесть веществ на две группы по условию При взаимодействии с HoS04 выделяется бурый гаг. Если условие:

· выполняется, то это

вещества первой группы под номерами 1 и 2;

· не выполняется, то это

вещества второй группы под номерами 3, 4, 5 и 6.

Для идентификации веществ первой группы достаточно проверить справедливость условия. При взаимодействии с раствором щелочи ощущается запах аммиака. Если условие:

· выполняется, то это

вещество << 1. Аммиачная селитра »;

· не выполняется, то это

вещество «2. Натриевая селитра».

Для идентификации веществ второй группы сначала необходимо проверить справедливость условия При взаимодействии с ВаС12 выпадает белый осадок Если условие:

· выполняется, то это

вещества 3 и 4;

· не выполняется, то это

вещества 5 и 6.

Для идентификации веществ 3 и 4 достаточно проверить справедливость условия. При взаимодействии с раствором щелочи ощущается запах аммиака. Если условие:

· выполняется, то это

вещество «3. Сульфат аммония»;

· не выполняется, то это

вещество «4. Суперфосфат.

Для идентификации веществ 5 и 6 достаточно проверить справедливость условия Внешний вид - розовые кристаллы. Если условие:

· выполняется, то это

вещество «5. Сильвинит»;

· не выполняется, то это

вещество «б. Калийная соль».

Целесообразно представить иерархическую модель экспертной системы в виде блок-схемы.

Выступление 3-й группы:

Компьютерная модель экспертной системы на языке.VisualBasic 2005. Создадим экспертную систему распознавания удобрений с использованием языка VisualBasic. Экспертная система будет задавать пользователю серии вопросов о результатах взаимодействия вещества с кислотой, щелочью и солью или о внешнем виде удобрений. Пользователь будет отвечать Да или Ham (на основании опытов или теоретических знаний). В результате нескольких серий вопросов будут определены названия всех удобрений.

При разработке сложного алгоритма целесообразно стараться выделить в нем последовательности действий, которые выполняют решение каких-либо подзадач и могут вызываться из основного алгоритма. Такие алгоритмы называются вспомогательными и в алгоритмических языках программирования реализуются в форме подпрограмм, которые вызываются из основной программы.

Запуск общих процедур не связывается с какими либо событиями, а реализуется путем вызова по имени из других процедур.

-учащиеся отвечают, на поставленные вопросы

Вопросы 1-й подгруппы:

1.Что такое экспертные системы?

2.Какая основная задача

экспертных систем?

Вопросы 2-й подгруппы:

1.Что такое

формальная модель экспертной системы «Распознавание удобрений»?

2.Для чего она нужна?

Вопросы 3-й подгруппы:

1.Что такое

компьютерная модель?

2.Основные этапы

составления компьютерной модели?

4.Закрепление нового материала

(10 минут)

Цель: выявить уровень знаний по пройденному материалу

Создание информационной модели.

- Из какой предметной области знаний будем брать информацию?

- Какого рода информация нас будет интересовать?

На сегодняшнем уроке я предлагаю вам выполнить практическую работу, которая называется «Распознавание удобрений». Откройте электронно-образовательного ресурса по линии «Моделирование и формализация» на практической работе №3 по теме: «Проект «Распознавание удобрений»» и следуя пунктам выполните ее. (см.приложение к уроку)

-химия

- химические свойства удобрений

-учащиеся делятся на три группы и выполняют задание.

5.Домашнее задание

(2 минуты)

Цель: буду делать то, что я ещё плохо знаю или то, что мне нравится

-Сегодня вы сами выберете себе домашнее задание, которое представлено по уровням:

1)стандартный (прочитать параграф 5.6 и ответить на вопросы);

2)повышенный (найти в интернете информацию о медицинских экспертных системах);

3)творческий (составить кроссворд по теме:«Экспертные системы распознавания химических веществ»).

-Учащиеся выбирают задание и записывают его в дневник.

6.Подведение итогов.

(3 минуты)

Цель: что нового узнали и что ещё хотели бы узнать

-А теперь подведем итоги урока, ответив на следующие вопросы

1. Что нового вы узнали на сегодняшнем уроке?

2. Чему научились?

3. Удалось ли вам выполнить всё то, что мы планировали на уроке?

4. Вам понравился этот урок?

5. Какие выводы вы сделали по уроку?

-Мы сегодня изучили новую тему.

-Мы узнали, как строить экспертные системы распознавания химических веществ

-Нам очень понравился данный урок.

7. Рефлексия

(2минуты)

Цель: оценить настроение от урока в целом

-На вашем столе у каждого лежит по листку, мы сегодня с вами поиграем в игру « Продолжи фразу», вам нужно продолжить три предложения:

Я чувствую себя…;

Сегодня на уроке мне особенно понравилось…,

Мне сегодня не удалось… .

Дети пишут свое отношение к уроку.

Практическая работа №34.Проект «Распознавание удобрений» к уроку №6 по теме: «Экспертные системы распознавания химических веществ»

Аппаратное и программное обеспечение. Компьютер с установленной операционной системой Windows.

Цель работы. Научиться создавать компьютерные модели экспертных систем на языке объектно-ориентированного программирования Visual Basic.

Задание. Разработать проект, в котором необходимо создать экспертную систему распознавания удобрений. Вам даются удобрения, химические реактивы и справочная таблица по взаимодействию удобрений с некоторыми реактивами и предлагается распознать каждое из удобрений.

Проект «Распознавание удобрений» на языке объектно-ориентированного программирования Visual Basic 2005

1.В операционной системе Windows запустить систему объектно-ориентированного программирования Visual Basic 2005 командой.

Первый шаг в экспертной системе распознавания реализуем с помощью событийной процедуры. Для реализации других шагов создадим четыре общие процедуры. Создадим графический интерфейс проекта.

2.Поместить на форму:

· список ListBoxl, в который будем помещать результаты распознавания (названия удобрений);

· кнопку 3ut_onl для запуска обработчика события.

В событийной и общих процедурах задавать вопросы и реагировать на ответы пользователя будем с использованием функции MsgBox () . Диалоговое окно функции будет содержать вопрос, кнопки Да и Нет и информационный значок о типе сообщения.

Функции в языках объектно-ориентированного '* и алгоритмического программирования

Добавление названий удобрений в окно списка реализуем с помощью метода I rent. Add ().

Первую развилку экспертной системы (условие При взаимодействии с H2SO4 выделяется бурый газ) реализуем в форме событийной процедуры, которая содержит вызовы общих процедур Щелочь: () и Соль {):

Рис.27. Код программы

Для распознавания удобрений первой группы (1-го и 2-го) создадим общую процедуру Щелочь 1 () (условие При взаимодействии с раствором щелочи ощущается запах аммиака):

Рис.28. Код программы

Для распознавания удобрений второй группы сначала необходимо создать общую процедуру Соль () (условие При взаимодействии с ВаС12 выпадает белый осадок), которая содержит вызовы общих процедур Щолочь2() и Внешний вид() :

Рис.29. Код программы

Для распознавания 3-го и 4-го удобрений создать общую процедуру Щелочь2 () (условие При взаимодействии с раствором щелочи ощущается запах аммиака).

Рис.30. Код программы

Для распознавания 5-го и 6-го удобрений создать общую процедуру Внешний_вид (} (условие Внешний вид - розовые кристаллы):

Рис.31. Код программы

Компьютерный эксперимент. Работа с экспертной системой позволит более эффективно спланировать и провести распознавание удобрений в процессе выполнения лабораторной работы по химии.

Запустить проект щелчком по кнопке Распознать.

Экспертная система начнет задавать вопросы, на которые надо отвечать на основе проводимых химических опытов. Проделать процедуру распознавания для каждого вещества. В результате в окно списка будут выведены названия всех удобрений.

Рис.32. Результаты распознавания удобрений

Методическое планирование урока №7 по теме: «Основные этапы разработки и исследования моделей на компьютере». Практическая работа №35. Проект «Модели систем управления»

Класс: 9

Учебник: Н.Д. Угринович, 9 класс

Тип урока: урок изучения нового материала.

Цели урока:

Образовательная:

· формирование у учащихся понятия о системах управления с обратной связью и без обратной связи;

· формирование представления об автоматизированных системах

управления, системах автоматического управления, о цифро-аналоговом (аналого-цифровом) преобразователе;

Развивающая:

· развитие познавательных интересов;

Воспитательная:

· воспитание информационной культуры учащихся, внимательности, аккуратности, дисциплинированности, усидчивости.

Формы работы:

· индивидуальная:

· групповая.

Оборудование:

· Мультимедийный компьютерный класс,

· Презентация;

· Интерактивная доска

Таблица 15 Ход урока

Этапы урока

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

1.Организационный момент

(2 минуты)

Цель: проверка готовности к уроку и настрой

-Здравствуйте, ребята!

- Давайте наш урок начнем с пожелания друг другу добра.

-Скажите своему соседу следующие слова:

«Я желаю тебе добра, ты желаешь мне добра, мы желаем друг другу добра. Если будет трудно - я тебе помогу.»

- Я рада, что у нас отличное настроение. Надеюсь, что урок пройдет интересно и увлекательно.

-Здравствуйте!

-учащиеся говорят слова друг другу

2.Актуализация знаний

(3 минуты)

Итак, тема нашего урока

«Информационные модели систем управления».

-Давайте подумаем, что нового вы узнаете сегодня на уроке, исходя из темы урока?

-А для чего нам это надо?

-Традиционно начинаем наш урок с плана урока с целеполаганием на каждом этапе урока.

Примерный план урока:

1.Организационный (цель: проверка готовности к уроку и настрой).

2.Сообщение каждой из групп учащихся по новой теме (цель: изучение нового материала)

3.Практическая работа

(цель: выявить уровень знаний по пройденному материалу)

4.Домашнее задание (цель: буду делать то, что я ещё плохо знаю или то, что мне нравится).

5.Подведение итогов (цель: что нового узнали и что ещё хотели бы узнать)

6.Рефлексия (цель: оценить настроение от урока в целом)

-Учащиеся записывают тему рока в тетрадь.

-Мы узнаем, что такое информационные модели систем управления.

- Чтобы применить полученные знания на практике.

3.Изучение нового материала.

(25 минут)

-Ребята, сегодня мы будем изучать новый материал с помощью электронно-образовательного ресурса по линии: «Формализация и моделирование». Для этого откроем данный ресурс на лекции №7 по теме: «Информационные модели систем управления» и начнем

работать по своей теме, не забывая о том, что ваша цель на данном этапе - это изучение материала, продумав вопросы перед своим выступлением :

1 подгруппа - «Сложные системы»

2 подгруппа - «Системы управления без обратной связи»

3 подгруппа - «Системы управления с обратной связью»

-Ребята, сейчас выступает 1-я группа по теме «Сложные системы», не забывая перед выступлением задать вопрос классу.

-Ребята, сейчас выступает 2-я группа по теме «Системы управления без обратной связи», не забывая перед выступлением задать вопрос классу.

- Ребята, сейчас выступает 3-я группа по теме «Системы управления с обратной связью», не забывая перед выступлением задать вопрос классу.

Дети делятся на три подгруппы, каждая группа выбирает тему и начинает ее готовить.

-подготовка и выступление первой группы.

В процессе функционирования сложных систем (биологических, технических и т. д.) важную роль играют информационные процессы управления.

Для поддержания своей жизнедеятельности любой живой организм постоянно получает информацию из внешнего мира с помощью органов чувств, обрабатывает ее и управляет своим поведением (например, перемещаясь в пространстве, избегает опасности).

В процессе управления полетом самолета в режиме автопилота бортовой компьютер получает информацию от датчиков (скорости, высоты ит. д.), обрабатывает ее и передает команды на исполнительные механизмы, изменяющие режим полета (закрылки, клапаны, регулирующие работу двигателей и т. д.).

В любом процессе управления всегда происходит взаимодействие двух объектов - управляющего и управляемого, которые соединены каналами прямой и обратной связи. По каналу прямой связи передаются управляющие сигналы, а по каналу обратной связи - информация о состоянии управляемого объекта.

-подготовка и выступление второй группы.

В системах управления без обратной связи не учитывается состояние управляемого объекта и обеспечивается управление только по прямому каналу (от управляющего объекта к управляемому объекту).

В качестве примера системы управления без обратной связи рассмотрим процесс записи информации на гибкий диск, в котором контроллер дисковода (управляющий объект) изменяет положение магнитной головки дисковода (управляемый объект).

Для того чтобы информация могла быть записана, необходимо установить магнитную головку дисковода над определенной концентрической дорожкой диска. При записи информации на гибкие диски не требуется особой точности установки (имеется всего 80 дорожек) и можно не учитывать возможные (например, от нагревания) механические деформации дискеты. Поэтому контроллер дисковода для установки магнитной головки над требуемой магнитной дорожкой дискеты просто перемещает ее вдоль радиуса дискеты.

-подготовка и выступление третьей группы.

В системах управления с обратной связью управляющий объект по прямому каналу управления производит необходимые действия над объектом управления, а по каналу обратной связи получает информацию о его реальных параметрах. Это позволяет осуществлять управление с гораздо большей точностью.

Примером системы управления с автоматической обратной связью является запись информации на жесткий диск. При записи информации на жесткий диск требуется особая точность установки магнитных головок, так как на рабочей поверхности пластин имеются десятки тысяч дорожек и необходимо учитывать их механические деформации (например, в результате изменения температуры). Контроллер жесткого диска (управляющий объект) по каналу обратной связи постоянно получает информацию о реальном положении магнитных головок (управляемый объект), а по каналу управления выставляет головки над поверхностью пластин с большой точностью.

4.Закрепление нового материала

(10 минут)

Цель: выявить уровень знаний по пройденному материалу

На сегодняшнем уроке я предлагаю вам выполнить практическую работу, которая называется «Модели систем управления». Откройте электронно-образовательного ресурса по линии: «Формализация и моделирование» на практической работе №34 по теме: «Проект «Модели систем управления»» и следуя пунктам выполните ее.(см. приложение к уроку)

-Учащиеся индивидуально выполняют практическую работу.

5.Домашнее задание

(2 минут)

Цель: буду делать то, что я ещё плохо знаю или то, что мне нравится

Сегодня вы сами выберете себе домашнее задание, которое представлено по уровням:

1)стандартный (прочитать параграф 5.7 и ответить на вопросы);

2)повышенный (создать презентацию по теме: «Информационные модели систем управления»);

3)творческий (составить кроссворд по теме:« Информационные модели систем управления»

Подготовка к контрольной работе по теме моделирование.

-Учащиеся выбирают себе задание, записывают в дневник.

6. Подведение итогов.

(3 минуты)

Цель: что нового узнали и что ещё хотели бы узнать

А теперь подведем итоги урока, ответив на следующие вопросы

6. Что нового вы узнали на сегодняшнем уроке?

7. Чему научились?

8. Удалось ли вам выполнить всё то, что мы планировали на уроке?

9. Вам понравился этот урок?

10. Какие выводы вы сделали по уроку?

-Мы сегодня изучили новую тему.

-Мы узнали, что информационные модели систем управления

7. Рефлексия

(2минуты)

Цель: оценить настроение от урока в целом

Для подведения итогов урока мы воспользуемся упражнением «Плюс-минус-интересно». Для письменного выполнения предлагается заполнить таблицу из трех граф. В графу «П» - «плюс» записывается все, что понравилось на уроке.. В графу «М» - «минус» записывается все, что не понравилось на уроке. В графу «И» - «интересно» учащиеся вписывают все любопытные факты, о которых узнали на уроке и что бы еще хотелось узнать по данной проблеме, вопросы к учителю.

Дети заполняют данную таблицу

Практическая работа №35. Проект «Модели систем управления»

Аппаратное и программное обеспечение. Компьютер с установленной операционной системой Windows.

Цель работы. Научиться создавать компьютерные модели систем управления без обратной связи, с обратной связью и автоматической обратной связью на языке объектно-ориентированного программирования Visual Basic.

Задание. Разработать проект, в котором управляемым объектом будет точка, которую управляющий объект (пользователь) должен переместить в центр мишени (окружности). Прямое управление положением точки будем производить путем нажатия на кнопки, которые перемещают объект влево и вправо, вверх и вниз. Рассмотрим три варианта:

1. обратная связь отсутствует, так как текущие положения точки в процессе управления невидимы;

2. обратная связь присутствует, так как текущие положения точки в процессе управления видимы;

3. автоматическая обратная связь присутствует.

Проект «Модели систем управления» на языке объектно-ориентированного программирования Visual Basic 2005

1.В операционной системе Windows запустить систему объектно-ориентированного программирования Visual Basic 2005 командой [Программы-Visual Basic 2005 Express Edition].

Вариант 1 «Система управления без обратной связи».

2.Для создания графического интерфейса проекта поместим на форму (рис. 5.4.1):

· графическое поле PictureBoxl, по которому будет пе

· ремещаться точка;

· кнопку Buttonl для запуска обработчика события, реализующего вывод первоначального положения точки и мишени (окружности);

· четыре кнопки Button2, Button 3, Button4 и Buttons для управления движением точки;

· кнопку Buttonfc для запуска обработчика события, реализующего вывод конечного положения точки.

3.Выделить объект PictureBoxl и с помощью диалогового окна Свойства установить для свойства Size значение, например, 200;200.

Создадим обработчик события, реализующего рисование в графическом поле точки (управляемого объекта) и окружности (мишени).

При каждом запуске обработчика события будем рисовать точку с различными координатами. Случайные значения координат получим с помощью оператора Ranacnize () и функции Rnd () , которая генерирует случайные числа в интервале 0 < X < 1. Начальные координаты точки должны быть заданы целыми числами и соответствовать размерам графического поля, т. е. О < X < 200 и 0 < Y < 200. Поэтому значения функции Rnd () необходимо увеличить в 200 раз и выделить целую часть числа с использованием функции into .

Для рисования в графическом поле точки и окружности используем графические методы.

Рис 33. Код программы

Четыре обработчика событий перемещения точки влево и вправо, вверх и вниз должны обеспечивать соответствующие изменения координат точки. В компьютерной системе координат для перемещения влево координата точки х должна уменьшаться, а для перемещения вправо увеличиваться. Для перемещения вниз координата точки у должна увеличиваться, а для перемещения вверх -уменьшаться.

Обратная связь должна отсутствовать, поэтому текущие положения точки не будут отображаться в графическом поле.

Например, обработчик события перемещения точки влево будет следующим:

Рис.34. Код программы

Возможность увидеть результаты управления, т. е. попала точка в центр мишени или нет, обеспечивает обработчик события вывода конечного положения точки:

Рис.35. Код программы

Запустить проект и для вывода первоначального положения точки и мишени щелкнуть по кнопке Мишень и точка.

Щелчками по кнопкам управления направления перемещения точки (кнопки со стрелками) постараться переместить точку в центр окружности. Щелкнуть по кнопке Результат. Управление перемещением точки производится без обратной связи, поэтому попасть в центр окружности довольно трудно.

Рис.36. Модель системы управления без обратной связи

Вариант 2 «Система управления с обрат...


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.