Презентация «Этапы компьютерного моделирования. Презентация на тему "компьютерное моделирование" Цели и задачи курса «Компьютерное моделирование»

Включить эффекты

1 из 22

Отключить эффекты

Смотреть похожие

Код для вставки

ВКонтакте

Одноклассники

Телеграм

Рецензии

Добавить свою рецензию

Аннотация к презентации

Презентация на тему "Компьютерные модели" подготовлена для усвоения видов моделей: предметных и информационных. Презентация помогает в усвоении образных и знаковых моделях, процесса формализации и визуализации моделей, необходимость и способы построения моделей.

Формы представления моделей
Предметные модели
Образные модели
Знаковые модели
Визуализация формальных моделей
Формализация
Примеры и необходимость моделей
Пути построения моделей

Формат

pptx (powerpoint)

Количество слайдов

Галдин В. А.

Аудитория

Слова

Конспект

Присутствует

Предназначение

Для проведения урока учителем

Слайд 1

МБОУ ЛСОШ №3 п. Локоть Брасовского р-на.

Учитель: Галдин Василий Алексеевич.

Слайд 2

Модель:

Слайд 3

Формы представления моделей

предметные (материальные)
информационные

Слайд 4

Предметные модели

воспроизводят геометрические, физические и другие свойства объектовв материальном мире (например, глобус, муляжи, модели кристаллических решеток, зданий).

Информационные модели.

представляют объекты и процессы в образной или знаковой форме.

Слайд 5

Слайд 6

Образные модели:

рисунки, фотографии и т. д. представляют зрительные образы и фиксируются на каком – то носителе.

Слайд 7

Знаковые модели

строятся с использованием различных языков (знаковых систем), например, закон Ньютона, таблица Менделеева, карты, графики, диаграммы.

Слайд 8

Визуализация формальных моделей:

использование различных форм для наглядности (блок – схемы, графы, пространственные чертежи, модели электрических цепей или логических устройств, графики, диаграммы…)
анимация: динамика, изменение, взаимосвязь между величинами.

Слайд 9

Формализация:

процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков.

физические информационные модели (закон Ома, электрическая цепь),
математические модели (алгебра, геометрия, тригонометрия),
астрономические модели (модель Птолемея и Коперника),
формальные логические модели (полусумматор, триггер) и т. д.

Слайд 10

Примеры и необходимость моделей:

наглядная форма изображения (глобус),
важная роль в проектировании и создании различных технических устройств, машин, механизмов, зданий или электрических цепей (самолет, автомобиль),
применение моделей в теоретической науке – теории, законы, гипотезы (модель атома, Земли, солнечной системы),
применение в художественном творчестве (живопись, скульптура, театральные постановки).

Слайд 11

Пути построения моделей:

текстовые редакторы,
графические редакторы,
презентации,
Macromedia Flash,
построение модели с помощью одного из приложений: электронных таблиц, СУБД.
построение алгоритма решения задачи и его кодировка на одном из языков программирования (Visual Basic, Паскаль, Basic и т. д.)

Слайд 12

Геоинформационные модели

Планета Земля 4.2

Слайд 13

Задание №1:

Используя программу Graphics построить графики функций:

а) y=cos(x),
б) y=2cos(x),
в) y=cos(x-2),
г) y=cos(x) – 3

Сохранить как рисунок в формате bmp
Вставить рисунок в Wordи подписать названия функций

Слайд 14

Слайд 15

y=cos(x)
y=2cos(x)
y=cos(x-2)
y=cos(x)-3

Слайд 16

Задание №2:

Используя программу Table найти молярную массу веществ (записать данные в тетрадь): а) H2O

б) HNO3
в) HSO4
г) HCl

Найти и сохранить информацию о химическом элементе: водород и кислород
Данные поместить в Word

Слайд 17

Слайд 18

Слайд 19

Задание №3:

Слайд 20

Слайд 21

Модель:

объект, который отражает существенные признаки изучаемого объекта, процесса или явления.

Образные модели
Знаковые модели

Слайд 22

Домашнее задание:

п. 2.1 – 2.4, стр. 80 -86
записи в тетради.

Посмотреть все слайды

Конспект

МБОУ ЛСОШ №3 п. Локоть

Брасовского р-на

Цели и задачи:

Общеобразовательные

Развивающие

Воспитывающие

расширение кругозора,

Оборудование:

Ход урока

Организационный момент

Актуализация знаний

Какие у нас цели и задачи?

Теоретический материал урока

� � �

Формализация:

� � �

театральные постановки).

Пути построения моделей:

текстовые редакторы,

графические редакторы,

презентации,

Macromedia Flash,

Сообщение: 1 ученик

1) Геоинформационные модели

(Сообщение – см. приложение)

Сообщение: 2 ученик

(Сообщение – см. приложение)

Сообщение: 3 ученик

Естественно-научные модели

(Сообщение – см. приложение)

Задание №1:

а) y=cos(x),

б) y=2cos(x),

в) y=cos(x-2),

Задание №2:

Данные поместить в Word.

Задание №3:

Математическая модель:

Астрономическая модель:

Физическая модель:

Подведение итогов урока

Опрос : 1) Определение модели,

2) Виды моделей,

6) Необходимость моделей,

Выставление оценок: …

Домашнее задание

п. 2.1 – 2.4, стр. 80 -86

записи в тетради.

�PAGE � �PAGE �2�

МБОУ ЛСОШ №3 п. Локоть

Брасовского р-на

Учитель: Галдин Василий Алексеевич

Тема урока: «Компьютерные модели»

Цели и задачи:

Общеобразовательные

учащиеся должны освоить основные базовые понятия информатики: модель, определение модели,

усвоить виды моделей: предметные и информационные,

усвоить образные и знаковые модели, процесс формализации и визуализации моделей,

необходимость и способы построения моделей с использованием компьютера,

Развивающие

формировать целостное восприятие окружающего мира,

развивать информационное видение явлений и процессов окружающего мира при создании и использовании моделей,

показать применение моделей в смежных науках и областях: математика, физика, химия, география и т. д.

Воспитывающие

формирование познавательного интереса учащихся,

расширение кругозора,

формирование креативного мышления при описании окружающего мира различными субъектами информационно – коммуникативной среды.

Оборудование:

компьютерный класс, экран, проектор, презентация, раздаточный материал, глобальная компьютерная сеть Интернет.

Ход урока

Организационный момент

Актуализация знаний

Тема нашего урока – компьютерные модели, давайте вспомним, на каких уроках вы встречались с понятием «модель».

Приведите примеры и поясните приведенные «модели».

Что же мы должны рассмотреть сегодня?

Какие у нас цели и задачи?

Теоретический материал урока

Модель - объект, который отражает существенные признаки изучаемого объекта, процесса или явления.

Формы представления моделей: предметные и информационные.

Предметные модели: воспроизводят геометрические, физические и другие свойства объектов в материальном мире (например, глобус, муляжи, модели кристаллических решеток, зданий).

� � �

Информационные модели: представляют объекты и процессы в образной или знаковой форме.

� � �

Образные модели: рисунки, фотографии и т. д. представляют зрительные образы и фиксируются на каком – то носителе.

� � �

Знаковые модели строятся с использованием различных языков (знаковых систем), например, закон Ньютона, таблица Менделеева, карты, графики, диаграммы.

Визуализация формальных моделей:

использование различных форм для наглядности (блок – схемы, графы, пространственные чертежи, модели электрических цепей или логических устройств, графики, диаграммы…)

� � �

анимация: динамика, изменение, взаимосвязь между величинами.

� � �

Формализация:

процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков.

физические информационные модели (закон Ома, электрическая цепь),

математические модели (алгебра, геометрия, тригонометрия),

астрономические модели (модель Птолемея и Коперника),

формальные логические модели (полусумматор, триггер) и т. д.

� � �

Примеры и необходимость моделей:

наглядная форма изображения (глобус),

важная роль в проектировании и создании различных технических устройств, машин, механизмов, зданий или электрических цепей (самолет, автомобиль),

применение моделей в теоретической науке – теории, законы, гипотезы (модель атома, Земли, солнечной системы),

применение в художественном творчестве (живопись, скульптура,

театральные постановки).

Пути построения моделей:

текстовые редакторы,

графические редакторы,

презентации,

Macromedia Flash,

построение модели с помощью одного из приложений: электронных таблиц, СУБД.

построение алгоритма решения задачи и его кодировка на одном из языков программирования (Visual Basic, Паскаль, Basic и т. д.)

Закрепление изученного материала

Сообщение: 1 ученик

1) Геоинформационные модели (например, Планета Земля 4.2)

(Сообщение – см. приложение)

Сообщение: 2 ученик

2) Программа Graphics (рассмотреть примеры построения графиков функций)

(Сообщение – см. приложение)

Сообщение: 3 ученик

Естественно-научные модели

Периодическая система элементов Д.И.Менделеева

(Сообщение – см. приложение)

3) Выполнение самостоятельных заданий:

Задание №1:

Используя программу Graphics построить графики функций:

а) y=cos(x),

б) y=2cos(x),

в) y=cos(x-2),

Вставить рисунок в Word и подписать названия функций.

Задание №2:

Используя программу Table найти молярную массу веществ (записать данные в тетрадь): а) H2O, б) HNO3, в) HSO4, г) HCl.

Данные поместить в Word.

Задание №3:

Рассмотреть интерактивные модели в сети Интернет :

Математическая модель:

Астрономическая модель:

Физическая модель:

Подведение итогов урока

Опрос : 1) Определение модели,

2) Виды моделей,

3) Примеры материальных и информационных моделей,

4) Образные и знаковые модели, примеры,

5) Визуализация и формализация моделей,

6) Необходимость моделей,

7) Способы построения моделей,

8) Примеры моделей, рассмотренных на уроке,

9) Модели в смежных областях и науках.

Выставление оценок: …

Домашнее задание

п. 2.1 – 2.4, стр. 80 -86

записи в тетради.

�PAGE � �PAGE �2�

Скачать конспект

Компьютерное моделирование По способу реализации информационные знаковые модели делятся на компьютерные и некомпьютерные. Компьютерная модель – это модель, реализованная средствами программной среды. Этапы моделирования 1. Постановка задачи. 2. Разработка модели. 3. Компьютерный эксперимент. 4. Анализ результатов моделирования. Этап 1. Постановка задачи Описание задачи Цель моделирования Анализ объекта Этап 2. Разработка модели Информационная модель Знаковая модель Компьютерная модель Этап 3. Компьютерный эксперимент План моделирования Технология моделирования Этап 4. Анализ результатов моделирования Результаты соответствуют цели Результаты не соответствуют цели Постановка задачи Описание задачи Задача (или проблема) формулируется на обычном языке, и описание должно быть понятным. Главное на этом этапе – определить объект моделирования и понять. Что собой должен представлять результат. Формулировка цели моделирования Целями моделирования могут быть: познание окружающего мира, создание объектов с заданными свойствами («как сделать, чтобы…»), определение последствий воздействия на объект и принятие правильного решения («что будет, если…»), эффективность управления объектом (процессом) и т.д. Анализ объекта На этом этапе, отталкиваясь от общей формулировки задачи, четко выделяют моделируемый объект и его основные свойства. Поскольку в большинстве случаев исходный объект – это целая совокупность более мелких составляющих, находящихся в некоторой взаимосвязи, то анализ объекта будет подразумевать разложение (расчленение) объекта с целью выявления составляющих и характера связей между ними. Разработка модели На этом этапе выявляются свойства, состояния и другие характеристики элементарных объектов, формируется представление об элементарных объектах, составляющих исходный объект, т.е. информационная модель. Информационная модель Знаковая модель Информационная модель, как правило, представляется в той или иной знаковой форме, которая может быть либо компьютерной, либо некомпьютерной. Компьютерная модель Существует большое количество программных комплексов, которые позволяют проводить исследование (моделирование)информационных моделей. Каждая среда имеет свой инструментарий и позволяет работать с определенными видами информационных объектов, что обуславливает проблему выбора наиболее удобной и эффективной среды для решения поставленной задачи. Компьютерный эксперимент План моделирования План моделирования должен отражать последовательность работы с моделью. Первыми пунктами в таком плане должны стоять разработка теста и тестирование модели. Тестирование – процесс проверки правильности модели. Тест – набор исходных данных, для которых заранее известен результат. В случае несовпадения тестовых значений необходимо искать и устранять причину. Технология моделирования Технология моделирования – совокупность целенаправленных действий пользователя над компьютерной моделью. Анализ результатов моделирования. Результаты соответствуют цели Результаты не соответствуют цели В этом случае происходит анализ самой модели, поиск и исправление ошибок моделирования.

Слайд 1

Компьютерное моделирование
Презентация Башмаковой Ульяны

Слайд 2

Компьютерная модель (англ. computer model), или численная модель (англ. computational model) - компьютерная программа, работающая на отдельном компьютере, суперкомпьютере или множестве взаимодействующих компьютеров(вычислительных узлов), реализующая представление объекта, системы или понятия в форме, отличной от реальной, но приближенной к алгоритмическому описанию, включающей и набор данных, характеризующих свойства системы и динамику их изменения со временем.

Слайд 3

О компьютерном моделировании
компьютерные модели стали обычным инструментом математического моделирования и применяются в физике, астрофизике, механике, химии, биологии, экономике, социологии, метеорологии, других науках и прикладных задачах в различных областях радиоэлектроники, машиностроения, автомобилестроения и проч. Компьютерные модели используются для получения новых знаний о моделируемом объекте или для приближенной оценки поведения систем, слишком сложных для аналитического исследования. Компьютерное моделирование является одним из эффективных методов изучения сложных систем. Компьютерные модели проще и удобнее исследовать в силу их возможности проводить т. н. вычислительные эксперименты, в тех случаях когда реальные эксперименты затруднены из-за финансовых или физических препятствий или могут дать непредсказуемый результат. Логичность и формализованность компьютерных моделей позволяет определить основные факторы, определяющие свойства изучаемого объекта-оригинала (или целого класса объектов), в частности, исследовать отклик моделируемой физической системы на изменения ее параметров и начальных условий.

Слайд 4

Построение компьютерной модели базируется на абстрагировании от конкретной природы явлений или изучаемого объекта-оригинала и состоит из двух этапов - сначала создание качественной, а затем и количественной модели. Чем больше значимых свойств будет выявлено и перенесено на компьютерную модель - тем более приближенной она окажется к реальной модели, тем большими возможностями сможет обладать система, использующая данную модель. Компьютерное же моделирование заключается в проведении серии вычислительных экспериментов на компьютере, целью которых является анализ, интерпретация и сопоставление результатов моделирования с реальным поведением изучаемого объекта и, при необходимости, последующее уточнение модели и т. д. Различают аналитическое и имитационное моделирование. При аналитическом моделировании изучаются математические (абстрактные) модели реального объекта в виде алгебраических, дифференциальных и других уравнений, а также предусматривающих осуществление однозначной вычислительной процедуры, приводящей к их точному решению. При имитационном моделировании исследуются математические модели в виде алгоритма(ов), воспроизводящего функционирование исследуемой системы путем последовательного выполнения большого количества элементарных операций.

Слайд 5

Преимущества компьютерного моделирования
Компьютерное моделирование дает возможность: расширить круг исследовательских объектов - становится возможным изучать не повторяющиеся явления,явления прошлого и будущего,объекты,которые не воспроизводятся в реальных условиях; визуализировать объекты любой природы,в том числе и абстрактные; исследовать явления и процессы в динамике их развертывания; управлять временем(ускорять,замедлять и т.д); совершать многоразовые испытания модели,каждый раз возвращая её в первичное состояние; получать разные характеристики объекта в числовом или графическом виде; находить оптимальную конструкцию объекта, не изготовляя его пробных экземпляров; проводить эксперименты без риска негативных последствий для здоровья человека или окружающей среды.

Слайд 6

Основные этапы компьютерного моделирования
Название этапа Исполнение действий
1. Постановка задачи и её анализ 1.1. Выяснить, с какой целью создается модель.1.2. Уточнить, какие исходные результаты и в каком виде следует их получить. 1.3. Определить, какие исходные данные нужны для создания модели.
2. Построение информационной модели 2.1. Определить параметры модели и выявить взаимосвязь между ними.2.2. Оценить, какие из параметров влиятельные для данной задачи, а какими можно пренебрегать. 2.3. Математически описать зависимость между параметрами модели.
34. Разработка метода и алгоритма реализации компьютерной модели 3.1. Выбрать или разработать метод получения исходных результатов.3.2. Составить алгоритм получения результатов по избранным методам. 3.3. Проверить правильность алгоритма.
4. Разработка компьютерной модели 4.1. Выбрать средства программной реализации алгоритма на компьютере.4.2. Разработать компьютерную модель. 4.3. Проверить правильность созданной компьютерной модели.
5. Проведение эксперимента 5.1. Разработать план исследования.5.2. Провести эксперимент на базе созданной компьютерной модели. 5.3. Проанализировать полученные результаты. 5.4. Сделать выводы насчет свойств прототипа модели.

Слайд 7

В процессы проведения эксперимента может выясниться, что нужно: скорректировать план исследования; выбрать другой метод решения задачи; усовершенствовать алгоритм получения результатов; уточнить информационную модель; внести изменения в постановку задачи. В таком случае происходит возвращение к соответствующему этапу и процесс начинается снова.

Слайд 8

Практическое применение Компьютерное моделирование применяют для широкого круга задач, таких как: анализ распространения загрязняющих веществ в атмосфере; проектирование шумовых барьеров для борьбы с шумовым загрязнением; конструирование транспортных средств; полетные имитаторы для тренировки пилотов; прогнозирование погоды; эмуляция работы других электронных устройств; прогнозирование цен на финансовых рынках; исследование поведения зданий, конструкций и деталей под механической нагрузкой; прогнозирование прочности конструкций и механизмов их разрушения; проектирование производственных процессов, например химических; стратегическое управление организацией; исследование поведения гидравлических систем: нефтепроводов, водопровода; моделирование роботов и автоматических манипуляторов; моделирование сценарных вариантов развития городов; моделирование транспортных систем; конечно-элементное моделирование краш-тестов; моделирование результатов пластических операций;

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Компьютерное моделирование физических процессов как средство формирования математических понятий

Актуальность Необходимыми становятся не сами знания, а знание о том, где и как их применять. Но еще важнее – знание о том, как информацию добывать, интегрировать или создавать.

Противоречия Социальный заказ Формальный подход Потенциальные возможности Реальная практика

Объект исследования: Процесс обучения математике в общеобразовательной школе.

Цель исследования: Разработать теоретически обоснованную методику для учебного курса, где реализуется компьютерное моделирование физических процессов как средство формирования математических понятий в курсе алгебры основной школы.

Гипотеза исследования: Компьютерное моделирование физических процессов как средство формирования математических понятий будет успешно реализовано, если будет: - разработана система взаимосвязанных математических понятий и физических процессов, где каждый физический процесс служит иллюстрацией конкретного математического понятия; - разработана методика создания компьютерных моделей физических процессов;

Задачи: Изучить теоретические основы формирования математических понятий в курсе алгебры основной школы посредством компьютерного моделирования физических процессов. Разработать методику создания компьютерных моделей физических процессов для формирования математических понятий. Составить комплекс задач с физическим содержанием, направленных на формирование математических понятий средством компьютерного моделирования.

В данном исследовании разобраны теоретические основы формирования математических понятий и компьютерного моделирования физических процессов: - раскрыты сущность и психолого-педагогические основы формирования математических понятий;

Определены понятие модели и моделирования, обосновано применение компьютерного моделирования физических процессов для формирования математических понятий;

Формирование понятий I этап- чувственное Восприятие объектов II этап – представление Об объекте III этап- Формирование абстр. понятия IV этап- Постепенное усвоение содержания и объема понятия V этап – применение понятия в решении учебно –позн. И практ. задач VI этап – классификация и систематизация понятий Моделирование Интуитивная модель Структурная и Динамическая Образная модель Стр. и дин. Образно-знаковая модель Стр. и дин. Знаковая модель Инф.-лог. Модель Компьютерная модель

Этапы решения задачи Формулировка проблемы Постановка задачи Построение модели Проверка Адекватности Модели. Решение задачи с использованием Построенной модели Моделирование Интуитивная модель Структурная и Динамическая Образная модель Стр. и дин. Образно-знаковая модель Стр. и дин. Знаковая модель Инф.-лог. Модель Компьютерная модель

Выводы: Математическое понятие является мысленной моделью объекта окружающей действительности; Моделирование – средство формирования математического понятия;

Компьютерное моделирование физических процессов выступает как один из действенных средств формирования математической компетентности, развития исследовательских и творческих способностей учащихся.

Методика решения задач с физическим содержанием с помощью компьютерного моделирования; Комплекс задач с физическим содержанием, направленных на формирование математических понятий.

Задача Камень брошен вертикально вверх со скоростью. Через какое время от начала движения он пройдет высоту h ?

Квадратичная функция Зависимость пути от времени при равноускоренном движении t, c Y, м h

Задачи с физическим содержанием - иллюстрации к абстрактным математическим понятиям, показывающие применение математических знаний для познания и исследования окружающей действительности.

Теоретический анализ философской, психолого-педагогической и методической литературы; - Анкетирование и наблюдение; - Анализ образовательных программ, школьных учебников математики и физики; - Анализ и обобщение опыта; - Компьютерное моделирование.

Образовательная программа элективного курса «Решение задач с физическим содержанием с помощью компьютерного моделирования»

Проект «Использование имитационного моделирования свободного падения тел для исследования свойств квадратного уравнения».

Содержание курса Понятие модели. Виды модели. Компьютерная модель. Этапы компьютерного моделирования. Задачи с физическим содержанием. Решение задач с помощью математического моделирования. Динамическое моделирование физических процессов при решении задач. Лабораторный практикум по созданию моделей; - колебание отклоненного от положения равновесия груза на пружине (с учетом и без учета трения); - колебание математического маятника; - равномерное движение точки по окружности; - свободное падение тела; - движение тела под действием сил всемирного тяготения; - движения тела, брошенного под углом к горизонту; - вытекание воды из сосуда с отверстием в стенке вблизи дна;

Комплекс задач с физическим содержанием Задачи, направленные на формирование понятия «линейная функция»: Задачи на составление квадратных уравнений: Задачи на применение квадратичной функции

«Очень важно, чтобы изумительный мир природы, игры, красоты, музыки, фантазии, творчества, окружавший детей до школы, не закрылся перед ребенком классной дверью» В.А.Сухомлиский

Слайд 3

Слайд 5

Спец. программы

«Начала ЭЛЕКТРОНИКИ» –это программа, представляющая собой электронный конструктор, позволяющий детально показать на экране монитора процесс сборки различных электрических схем. «Electronics Workbench» –один из самых известных пакетов схематического моделирования цифровых, аналоговых и аналогово-цифровых электронных схем высокой сложности.

Слайд 6

В настоящее время компьютерное моделирование в научных и практических исследованиях является одним из основных методов познания. Без компьютерного моделирования сейчас невозможно решение крупных научных и экономических задач.

Слайд 7

Вычислительный эксперимент - это эксперимент над моделью объекта на ЭВМ, который состоит в том, что по одним параметрам модели вычисляются другие её параметры и на этой основе делаются выводы о свойствах явления, описываемого математической моделью. Вычислительный эксперимент применяется в: Физике, химии, астрономии, биологии, экологии Психологии, лингвистике, филологии Экономике, социологии, промышленности

Слайд 8

Преимущества проведения вычислительного эксперимента

Не требуется сложного лабораторного оборудования Существенно сокращаются временные затраты на эксперимент Возможность свободного управления параметрами, произвольного их изменения, вплоть до придания им нереальных, неправдоподобных значений Возможность проведения вычислительного эксперимента там, где натурный эксперимент невозможен

Слайд 9

В роли моделей могут выступать самые разнообразные объекты: изображения, схемы, карты, графики, компьютерные программы, математические формулы и т.д. Моделирование – процесс замещения реального объекта с помощью объекта-модели с целью изучения реального объекта или передачи информации о свойствах реального объекта. Замещаемый объект называется оригиналом, замещающий - моделью.

Слайд 10

Цели и задачи курса «Компьютерное моделирование»

В результате освоения учебной дисциплины студент должен уметь: работать с пакетами прикладных программ профессиональной направленности; пользоваться справочной, нормативно-технической документацией совместно с возможностями программ для компьютерного моделирования при исследовании характеристик радиоэлектронных устройств и их составных частей; графически представлять и анализировать диаграммы характеристик радиоэлектронных устройств и их составных частей; применять средства вычислительной техники для расчета элементов конструкций и диаграмм характеристик радиоэлектронных устройств и их составных частей; анализировать электрические схемы электронных приборов и устройств. выбирать измерительные приборы и оборудование для проведения испытаний электронных приборов и устройств, настраивать и регулировать электронные приборы и устройства, проводить испытания электронных приборов и устройств используя виртуальные лаборатории.

Слайд 11

В результате освоения учебной дисциплины студент должен знать:

математические методы расчёта различных радиоэлектронных устройств и режимов их работы; возможности и особенности программ «Начала электроники» и «ElectronicsWorkbench»; физические процессы при работе радиоэлектронных устройств; особенности конструкций и принцип работы различных радиоэлектронных устройств, разновидности радиоэлектронных устройств; методику расчета элементов конструкций и диаграмм характеристик составных частей радиоэлектронных устройств.

Слайд 12

Моделирование как метод познания

Моделирование – это метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей 17.11.2017

Слайд 13

Модель – это некий новый объект, который отражает некоторые существенные свойства изучаемого явления или процесса

Слайд 14

Модель (фр.сл. мodele, ит. сл. modelo, лат. сл. modelus) – мера, образец

Слайд 15

Один и тот же объект может иметь множество моделей, а разные объекты могут описываться одной моделью

Слайд 16

Человек: Кукла Манекен Скелет Скульптура Реальный объект - оригинал Модели

Слайд 17

Свойства объекта, которые должна отражать модель, определяются поставленной целью его изучения.

Слайд 18

Классификация моделей по способу представления:

Слайд 19

Материальные модели –

Воспроизводят геометрические, физические и другие свойства объектов в материальной форме Пример: Глобус (модель земного шара) - география

Слайд 20

Информационные модели –

Представляют объекты и процессы в форме схем, чертежей, таблиц, формул, текстов и т.д. Пример: Рисунок цветка – ботаника, формула - математика

Слайд 21

Слайд 22

Классификация моделей по области использования:

Учебные модели; Опытные модели; Научно-технические модели; Игровые модели; Имитационные модели.

Слайд 23

Классификация моделей с учетом фактора времени:

Статические; Динамические. Если модель учитывает изменение свойств моделируемого объекта от времени, то модель называется динамической, в противном случае статической. Примеры: динамические: заводные игрушки; статические: глобус; мягкие игрушки; учебники.

Слайд 24

Классификация моделей по области использования: Биологические; Исторические; Физические; И др.

Слайд 25

Моделирование

Слайд 26

Моделирование как метод познания То, на что обращено внимание человека (предмет, явление, процесс, отношение), с целью изучения, называется объектом. Для изучения объекта, решения задачи необходимо построение модели заданного объекта. Модельсоздается человеком в процессе познания окружающего мира и отражает существенные особенности изучаемого объекта, явления или процесса. Моделирование – это метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей. Любая модель не является абсолютной копией своего оригинала, она лишь отражает некоторые его качества и свойства. Свойства модели зависят от цели моделирования. Модели одного и того же объекта будут разными, если они создаются для разных целей. Примеры: таблица Менделеева, модель строения атома, модель кристаллической решетки, модель скелета, муляжи, модели технических устройств и т.д. Далее Назад

Слайд 27

Классификация моделей Материальные модели– это материальные копии объектов моделирования. Примеры: глобус, кукла, робот, макеты зданий, муляжи. Далее Назад Рассмотрим наиболее распространенные признаки, по которым классифицируются модели: цель использования (учебные модели, опытные, имитационные, игровые, научно-технические); область знаний (биологические, экономические, социологические, и т.д.) Способ (форма) представления Фактор времени По учебнику информатики Н.Угриновича для 9 класса

Слайд 28

Информационные модели Далее Назад Рассмотрим информационные модели с позиции способов представления информации: мысленные мысленное представление об объекте (алфавит кодирования – система понятий, носитель – нервная система человека, мозг); вербальные представление модели средствами естественного разговорного языка (форма представления – устное или письменное сообщение Примеры: инструкции, литературные произведения); образные выражение свойств оригинала с помощью образов (рисунки, кинофильмы, геометрические модели) Образно-знаковые Знаковые Образно-знаковые Структурные модели Чертежи Планы Карты Графики Табличные Сетевые В виде графов Другие Математические Логические Программные тексты Другие

Слайд 29

Виды и типы моделей Далее Назад Виды и типы моделей Натурные Информационные Технические: Автомобиля, самолета и пр. Глобус, манекен, муляж, макет здания и др. Вербальные Графические Табличные Математические Описание объекта моделирования на естественном языке Таблицы типа объект-свойство, объект – объект. Двоичные матрицы Карты, схемы, чертежи, графики Количественные характеристики и связь между ними Общие свойства моделей Объекты моделирования: - материальные объекты; - явления природы; - процессы Ограниченность модели: - отражает лишь часть свойств объекта моделирования Неоднозначность модели: - Разные модели одного объекта, созданные для разных целей Назначение модели: - ограниченная замена реального объекта; - использование модели для прогнозирования поведения реального объекта По учебнику информатики И.Семакина для 9 класса

Слайд 30

Формализация Далее Назад Что такое формализация? В этом слове заключается суть информационного моделирования. Информационная модель описывает объект моделирования в форме каких-либо знаков: букв, цифр, картографических элементов, математических или химических формул и т.д. Самой формализованной наукой является математика. Формализация– процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков. Формализация– есть результат перехода от реальных свойств объекта моделирования к их формальному обозначению в определенной знаковой системе.

Слайд 31

Компьютерные модели Далее Назад По учебнику информатики И.Семакина для 9 класса Компьютерные модели (информационные модели, реализованные на компьютере) Численные методы: Арифметические способы решения любой мат. задачи Компьютерная математическая модель Вычислительный эксперимент: Расчет состояния объекта моделирования по математической модели Наглядное представление результатов: Использование компьютерной графики и мультимедиа для представления результатов расчетов Управление в реальном времени: Быстрые компьютерные модели, работающие со скоростью физического управляемого процесса Компьютерная имитационная модель Имитация состояния реальной системы со стохастическим (случайным) поведением ее элементов Системы массового обслуживания Транспортные системы

Слайд 32

Классификация информационных моделей

Слайд 33

Классификация информационных моделей:

Слайд 34

В табличной модели перечень однотипных объектов или свойств размещены в первом столбце (или строке) таблицы, а значения их свойств размещаются в следующих строках (или столбцах) таблицы

Слайд 35

Таблица типа «Объект-свойство»

В одной строке содержится информация об одном объекте или событии

Слайд 36

Таблица типа «Объект-объект»

Отражают связи между объектами

Слайд 37

Таблица типа «Двойная матрица»

Отражает качественный характер связи между объектами

Слайд 38

Табличные информационные модели

Статическая Цена отдельных устройств компьютера (1997г)

Слайд 39

Динамическая Изменение цены компьютера

Слайд 40

Граф – это средство наглядного представления состава и структуры схемы

Слайд 41

Иерархическая модель – система, элементы которой находятся друг с другом в отношении вложенности или подчиненности.Иерархическая модель – граф, в котором вершины связаны между собой по принципу «один ко многим»

Слайд 42

Иерархические информационные модели

Статическая Классификация компьютеров Карманные Настольные Компьютеры Супер-компьютеры Рабочие станции Персональные компьютеры Портативные

Слайд 43

Динамическая Генеалогическое дерево Рюриковичей (X-XI века) Изяслав Всеволод Святослав Ярослав Мудрый Борис Глеб Святослав Ярополк Владимир

Слайд 44

Сетевая модель – граф, в котором вершины связаны между собой по принципу «многие ко многим»

Слайд 45

Сетевыеинформационные модели

Слайд 46

Семантическая модель – граф, в основе которого лежит то, что любые знания можно представить в виде совокупности объектов (понятий) и связей (отношений) между ними.

Слайд 47

«Однажды в студеную зимнюю пору я из лесу вышел.»

Однажды из лесу вышел Я зимнюю в студеную в пору Что сделал? Кто? Откуда? Когда? В какую?

Слайд 48

Графические модели

Слайд 49

Цель моделирования: создание меню простых элементов для конструирования из них различных объектов Инструмент моделирования: Paint Ход работы: 1. Создать меню простых элементов, максимально учитывая форму и размер. 2. Создать из простых элементов объект. 3. Результат сохранить в своей папке. Построение графических моделей Элементы меню Объект: Мозаика Элементы меню Объект: геометри- ческий орнамент Элементы меню Элементы меню Элементы меню: Объект: топографиче- ская карта Объект: электрическая схема Элементы меню: Объект: интерьер Элементы меню: Объект: растительный орнамент Элементы меню: Объект: конструкция из блоков Объект конструкция из кирпичиков Далее Назад

Слайд 50

Геометрические модели Далее Назад Выполнить ленточный геометрический орнамент. Используемые элементы: Линии: сплошные и прерывистые: прямые, ломаные, волнистые Геометрические фигуры: квадрат ромб треугольник круг полукруг овал полуовал и другие простейшие фигуры Компьютерный вариант: графический редактор PAINT. Примеры ожидаемого результата:

Слайд 51

Моделирование в электронных таблицах

Слайд 52

Многие объекты и процессы можно описать математическими формулами, связывающими их параметры. Эти формулы и есть математическая модель оригинала. По ним можно сделать численные расчеты с различными значениями параметров и получить количественные характеристики модели. Расчеты, в свою очередь, позволяют сделать выводы и обобщить их. Табличный процессор предоставляет инструмент по расчету количественных характеристик исследуемого объекта или процесса, берет на себя всю трудоемкую работу по вычислениям. В этой теме выделены четыре основных этапа моделирования: постановка задачи, разработка модели, компьютерный эксперимент, анализ результатов моделирования.

Слайд 53

МОДЕЛИРОВАНИЕ СИТУАЦИЙ ЗАДАЧА Расчет количества рулонов обоев для оклейки помещения I этап. Постановка задачи Описание задачи В магазине продаются обои. Наименования, длина и ширина рулона известны. Провести исследование, которое позволит автоматически определить необходимое количество рулонов для оклейки любой комнаты. Размеры комнаты задаются высотой (h),длиной (а) и шириной (b).При этом учесть, что 15% площади стен комнаты занимают окна и двери, а при раскрое 10% площади рулона уходит на обрезки. Цель моделирования Установить связь между геометрическими размерами конкретной комнаты и выбранного образца обоев. Анализ объекта Объект моделирования - система, состоящая из двух более простых объектов: комнаты и обоев. Каждый из входящих в систему объектов имеет свои параметры. Связь между объектами системы определяется при установлении количества рулонов для оклейки комнаты.

Слайд 54

II этап. Разработка модели Информационная модель

Слайд 55

Математическая модель При расчете фактической площади рулона, которая пойдет на оклейку помещения, надо отбросить 10% реальной площади на обрезки. Формула расчета имеет вид: Sp=0,9*l*d, где l - длина рулона, d - ширина рулона, * - знак умножения. При расчете фактической площади стен учитывается неоклееваемая площадь окон и дверей (15%) Sком=0,85*2*(а+b)*h Количество рулонов, необходимых для оклейки комнаты, вычисляется по формуле,где добавлен один запасной рулон.

Слайд 56

Компьютерная модель Для моделирования выберем среду электронной таблицы. В этой среде информационная и математическая модели объединяются в таблицу, которая содержит три области: исходные данные - управляемые параметры (неуправляемые параметры учтены в формулах расчета); промежуточные расчеты; результаты.

Слайд 57

Задание Заполните по образцу расчетную таблицу. Введите формулы в расчетные ячейки.

Слайд 58

III этап. Компьютерный эксперимент План моделирования Провести тестовый расчет компьютерной модели по данным, приведенным в таблице. Провести расчет количества рулонов для помещений вашей квартиры. Изменить данные некоторых образцов обоев и проследить за перерасчетом результатов. Добавить строки с образцами и дополнить модель расчетом по новым образцам. Результаты эксперимента оформить в виде отчета в текстовом редакторе. Технология моделирования 1. Ввести в таблицу тестовые данные и сравнить результаты тестового расчета с результатами, приведенными в таблице. 2. Поочередно ввести размеры комнат вашей квартиры и результаты расчетов скопировать в текстовый редактор. 3. Составить отчет. IV этап. Анализ результатов моделирования По данным таблицы можно определить количество рулонов каждого образца обоев для любой комнаты.

Слайд 59

Моделирование теста Голланда в электронной таблице

Посмотреть все слайды

Возможно, будет полезно почитать: