четверг, 19 июня 2014 г.
Веб-семинар: "Моделирование на уроках информатики в различных программных средах. Лого-миры"
Моделирование на уроках информатики в различных программных средах. Лого-миры
Преимущество компьютерного эксперимента перед экспериментом на реальном объекте.
В настоящее время компьютерное моделирование в научных и практических исследованиях является одним из основных методов познания. Разработаны технологии исследования сложных проблем с помощью вычислительной техники, которые называют вычислительным (компьютерным) экспериментом. В этом случае компьютерная модель является средством получения информации о моделируемом объекте средствами компьютера.
Главным достоинством вычислительного эксперимента является его доступность для учащихся практически во всех отраслях науки: физике, химии, астрономии, биологии, экологии и других. Его можно широко использовать на уроках математики (геометрии), черчении и графики, трудах, и, что естественно, на уроках информатики.
Вычислительный эксперимент имеет ряд существенных преимуществ перед экспериментом на реальном объекте:
· отсутствие необходимости в сложном лабораторном оборудовании
· сокращение временных затрат на эксперимент
· возможность неограниченного управления параметрами объекта
· возможность проведения эксперимента там, где натурный эксперимент невозможен из-за удаленности объекта (астрономия), или из-за растянутости процесса во времени (география, биология), или из-за его опасности для окружающих (физика, химия).
· использование компьютерного моделирования в форме игры, что повышает мотивацию учеников.
Моделирование в программной среде Лого-миры (6 класс).
Рассмотрим подробнее специфический для предмета информатики способ моделирования – с использованием различных программных сред (LOGO-миры, Чертежник и Робот в КУМИРе, ПАСКАЛЬ).
Отдельно остановимся на программной среде LOGO-миры, которая сочетает в себе возможности:
1) графического редактора,
2) среды разработки программ,
3) специальных средств управления свойствами объектов и датчиков, которые выдают информацию о текущем состоянии объекта.
На первом этапе каждый ученик создает статическую модель - проектирует свой мир и реализует проект с помощью графического редактора, используя как стандартный инструментарий, так и заготовки моделей объектов: дома, растения, животные, машины, явления природы и т.п. Мотивация для данного урока очень сильная – за считанные минуты каждый ученик может придумать и реализовать свой неповторимый мир: солнце, небо, тучи, река, красивый дом, сад, автомобиль, …
На втором этапе учащиеся учатся писать несложные линейные алгоритмы, с помощью который реализуют динамическую модель окружающего мира – перемещают птиц, автомобили, поезда и самолеты. Другими словами – с помощью среды программирования LOGO ученики создают программу, в которой осмысленно изменяют свойства объектов своего мира: координаты, размер, направление и скорость движения. Но вскоре все убеждаются, что линейный алгоритм не способен достоверно реализовать процессы, протекающие в реальном мире, так как любой линейный алгоритм решает конкретную задачу и, выполнив ее – останавливается.
Программа для исполнителя АВТОМОБИЛЬ: нк 90 вп 30 жди 1
Большинство процессов, которые окружают нас – циклические: смена дня и ночи, смена времен года, ходьба и бег, взмахи крыльев при полете птицы и т.п. Поэтому на следующем этапе мы переходим к изучению циклических алгоритмов, моделирующих непрерывные процессы в спроектированном мире: движение луны в ночном небе, развевающийся флаг на ветру, перемещение лошади и другие.
Большинство процессов, которые окружают нас – циклические: смена дня и ночи, смена времен года, ходьба и бег, взмахи крыльев при полете птицы и т.п. Поэтому на следующем этапе мы переходим к изучению циклических алгоритмов, моделирующих непрерывные процессы в спроектированном мире: движение луны в ночном небе, развевающийся флаг на ветру, перемещение лошади и другие.
Программа для исполнителя ФЛАГ: нф 14 жди 2 нф 13 жди 2
На заключительном этапе ученики знакомятся с более сложной моделью, в которой все объекты построенного мира рассматриваются как система взаимосвязанных элементов, каждый из которых обладает совокупностью свойств и выполняет свою роль в системе. Для построения такой системы необходимо воспользоваться датчиками, измеряющими свойства объектов и специальными средствами управления, которые позволяют изменять параметры объектов, например, движение рыбки в лабиринте, поездку девочки на роликах:
Программа для исполнителя РОЛЛЕР: нк 90 нф "роллер1 вп роллер жди 1 нф "роллер2 вп роллер жди 1 нф "роллер3 вп роллер жди 1
Пример системы, которую можно построить с помощью датчиков и элементов управления – система взлета самолета с аэродрома, полета на заданных высотах и посадки на аэродром назначения. Органы управления позволяют моделировать рычаги управления скоростью и высотой полета самолета, а датчики сообщают «летчику» скорость, направление полета, моделируя приборную доску в кабине.
Программа для исполнителя САМОЛЕТ: вп 5 жди 1.
Таким образом, ученики не только сами создают модель, но и исследуют ее, управляя свойствами и параметрами объекта.
Таким образом, ученики не только сами создают модель, но и исследуют ее, управляя свойствами и параметрами объекта.
Создание моделей в лого-мирах всегда сопровождается развитием творческих способностей учеников. Например, можно написать программу построения узоров из геометрических фигур и раскрасить получившийся узор:
Программа для исполнителя ЧЕРЕПАШКА: ПО повтори 24 [пр 15 Повтори 10 [вп 50 пр 36]]
Спасибо за внимание!
Подписаться на:
Сообщения (Atom)
Про меня
Позитивный контент
Блог - участник конкурса сайтов "Позитивный контент"