Информатика · 9 класс · Информатика ФГОС · урок 14 · только теория
Обобщение и систематизация знаний. Контрольная работа по теме «Моделирование как метод познания»
Тема посвящена обобщению и систематизации знаний о моделировании как методе познания. Мы вспомним, что такое модель, какие бывают модели, как они помогают изучать реальные объекты, и как правильно строить и использовать модели. Это итоговый урок, который связывает все предыдущие знания в единую систему.
Чему учимся понимать
Научиться систематизировать знания о моделировании, понимать его роль в познании мира и уметь классифицировать модели по различным признакам.
Зачем это нужно
Моделирование — это универсальный метод познания, используемый во всех науках и в повседневной жизни. Понимание сути моделирования помогает анализировать сложные системы, прогнозировать их поведение и принимать обоснованные решения, от проектирования зданий до создания компьютерных игр.
Опорные понятия
Главные тезисы
- Модель — это упрощенное подобие реального объекта, процесса или явления, созданное для изучения его существенных свойств.
- Моделирование — это процесс создания и использования моделей для получения новых знаний об объекте-оригинале.
- Один и тот же объект может иметь множество различных моделей, каждая из которых отражает только определенные его свойства.
- Модель не является точной копией оригинала, она всегда упрощает его, выделяя главное и отбрасывая второстепенное.
- Цель моделирования определяет, какие свойства объекта будут считаться существенными и войдут в модель.
- Информационная модель — это описание объекта на формальном языке (схема, таблица, формула, график и т.д.).
- Адекватность модели — это степень соответствия модели реальному объекту относительно цели моделирования.
- Формализация — это процесс перехода от реального объекта к его информационной модели с помощью формального языка.
Определения
- Модель
- Упрощенное подобие реального объекта, процесса или явления, которое отражает его существенные для целей исследования свойства.
- Моделирование
- Метод познания, заключающийся в создании и исследовании моделей для получения новой информации об объекте-оригинале.
- Натурная (материальная) модель
- Реальный предмет, который воспроизводит внешний вид или внутреннее устройство оригинала (например, глобус, макет здания, муляж).
- Информационная модель
- Описание объекта-оригинала на одном из языков кодирования информации (схема, таблица, формула, чертеж, словесное описание).
- Формализация
- Процесс замены реального объекта его информационной моделью, выраженной на формальном языке.
- Абстрагирование
- Мысленное выделение существенных свойств объекта и отвлечение от несущественных для данной задачи.
- Адекватность модели
- Свойство модели правильно отражать моделируемый объект и его поведение в рамках поставленной цели.
Ключевые факты и правила
- Классификация моделей по способу представления: натурные (материальные) и информационные (знаковые).
- Классификация информационных моделей по форме представления: словесные, математические, табличные, графические, алгоритмические, компьютерные.
- Классификация моделей по области использования: учебные, научно-технические, игровые, имитационные, тренажеры.
- Классификация моделей по фактору времени: статические (описывают состояние объекта в определенный момент) и динамические (описывают изменение объекта во времени).
- Этапы моделирования: постановка задачи → формализация → разработка модели → исследование модели → анализ результатов и корректировка.
- Модель всегда проще оригинала, но именно это упрощение позволяет изучать сложные системы, которые невозможно исследовать напрямую.
Теория
Определите объект моделирования и цель создания модели: что именно мы хотим изучить или показать?
Выделите существенные свойства объекта, которые важны для достижения цели, и отбросьте несущественные (абстрагирование).
Выберите форму представления модели: натурную или информационную, а для информационной — язык описания (схема, таблица, формула).
Создайте модель и проверьте ее адекватность: насколько точно она отражает реальный объект в рамках поставленной задачи.
Используйте модель для исследования, анализа и прогнозирования, а затем при необходимости уточните модель по результатам.
Примеры
- Пример 1случай
Модель самолета в аэродинамической трубе
Пояснение
- натурная модель, которая позволяет изучить поведение реального самолета в воздушном потоке
- Пример 2случай
Карта города
Пояснение
- информационная графическая модель, отражающая расположение улиц и домов, но не показывающая, например, высоту зданий
- Пример 3случай
Формула S = v * t
Пояснение
- математическая модель равномерного движения, описывающая зависимость пути от скорости и времени
- Пример 4случай
Компьютерная игра-симулятор вождения
Пояснение
- имитационная модель, которая воспроизводит поведение автомобиля на дороге для обучения водителей
- Пример 5случай
Словесное описание внешности человека в розыске
Пояснение
- информационная словесная модель, выделяющая существенные признаки для опознания
Интересно знать
- Глобус — это натурная модель Земли, но он не передает форму планеты точно (Земля — геоид), а лишь приближенно, что достаточно для учебных целей.
- Компьютерные модели погоды используются метеорологами для прогноза, но даже суперкомпьютеры не могут учесть все факторы, поэтому прогнозы иногда ошибаются.
- В Древнем Египте для строительства пирамид использовались чертежи и макеты — это примеры информационных и натурных моделей, которые позволяли планировать работы.
Связанные темы
- Моделирование как метод познания
- Знаковые модели
- Табличные информационные модели
- Графические информационные модели
- Базы данных