Компьютерное моделирование на уроках информатики

Характерной чертой современности является стремительный научно-технический прогресс, что требует от всех значительного повышения ответственности за качество принятия решений. Умение целенаправленно использовать информацию, выделять суть фактов и проблем, структурировать и преобразовывать её в требуемые для представления формы является важнейшим фактором индивидуально-личностного становления. Решение этой задачи происходит на уроках моделирования информатики.

Компьютерное моделирование включает в себя процесс реализации информационной модели на компьютере и исследование с помощью этой модели объекта моделирования — проведение вычислительного эксперимента.

На уроках моделирования подробно рассматривается каждый этап моделирования. Основное внимание уделяется этапу формализации задач и разработке информационной модели изучаемого объекта или системы. Моделирование проводится в табличном процессоре, на языках программирования. Основной упор этих занятиях делается на выработку общего методологического подхода к построению компьютерных моделей и работе с ними. Для этого:

1. демонстрируется, что моделирование в любой области знаний имеет схожие черты; зачастую для различных процессов удается получить очень близкие модели;
2. выделяются преимущества и недостатки компьютерного эксперимента по сравнению с экспериментом натурным;
3. показывается, что и абстрактная модель, и компьютер представляют возможным познавать окружающий мир, а иногда и управлять им в интересах человека.

Основным методом обучения в данном курсе является метод проектов. Проектная деятельность позволяет развить исследовательские и творческие способности учащихся. Роль учителя состоит в кратком объяснении нового материала и постановке задачи, а затем консультировании учащихся в процессе выполнения практического задания. Разработка каждого проекта реализуется в форме выполнения практической работы в Microsoft Excel или в Turbo Pascal. В процессе работы над проектами учащиеся овладевают следующими знаниями, умениями и способами деятельности:

• строить информационную модель реального объекта;
• осуществлять её компьютерную реализацию;
• проводить компьютерный эксперимент для изучения свойств модели и зависимостей;
• способами анализа полученных результатов;
• интерпретировать результаты, получаемые в ходе моделирования реальных процессов;
• оценивать достоверность полученных результатов исследования.

В рамках учебных занятий рассматриваю модели из различных областей науки – экологии, биологии, математики, физики и экономики. Для правильного анализа полученных результатов, необходимо ориентироваться в той области знаний, где проводится исследование. Реализация межпредметных связей является основой для освоения учебного материала. Исследование приводится по следующим темам:

• «Исследование модели обеспечения Байкалом населения всего мира водой». Цель моделирования: определить количество лет, в течении которых Байкал обеспечит население всего мира водой, исследовать модель. Построенная модель позволяет прогнозировать время использования вод Байкала с учетом потребляемости воды на 1 человека и изменения численности населения мира.
  
• «Исследование модели биоритмов для конкретного человека». Цель моделирования: составить модель биоритмов человека на месяц вперед с целью анализа. Строится график физического, эмоционального и интеллектуального биоритмов человека с учетом цикличности в одно системе координат для анализа благоприятных и неблагопрятных дней для занятия конкретным делом.
  
• «Приближенное решение нелинейных уравнений». Цель моделирования: найти приближенное решение уравнения с заданной точностью. Составляется модель графика нелинейного уравнения, с помощью команды Подбор параметра исследуются корни уравнения на точность в Microsoft Excel, так же можно исследовать корни уравнения, используя методы отделения корней и половинного деления в ТР70.
  
• «Исследование движения тела, брошенного под углом к горизонту». Цель моделирования — пользуясь знакомыми физическими законами движения тела, брошенного под углом к горизонту, исследовать данную ситуацию при различных значениях исходных данных. Данная компьютерная модель позволяет проводить вычислительный эксперимент, взамен физическому. Меняя значения исходных данных, можно видеть все изменения происходящие в системе, производить расчет на поражение цели в зависимости от угла наклона пушки и скорости снаряда.
  
• «Оптимизация производства». Цель моделирования — составить такой производственный план, который обеспечит максимальную прибыль. Для построения модели используем команду Поиск решения. Полученная модель позволяет в зависимости от технических данных определять размер прибыли.
  

Выпускник школы, помимо аттестата о ее окончании, должен иметь прежде всего навыки поведения в новых условиях, а это возможно при дифференцированном подходе к школьникам, выявляя у них склонности, способности и интересы к тому или иному виду деятельности. И это дает данный курс.