Использование учебно-творческих задач при обучении компьютерному моделированию для развития творческих способностей учащихсяРефераты >> Педагогика >> Использование учебно-творческих задач при обучении компьютерному моделированию для развития творческих способностей учащихся
Изучение раздела проходит по спирали: начинается с понятия "объект".
Объект - некоторая часть окружающего нас мира, которая может быть рассмотрена как единое целое.
Свойства объекта - совокупность признаков объекта, по которым его можно отличить от других объектов.
После систематизации понятий, связанных с объектом, происходит плавный переход к понятиям модель, моделирование, классификация моделей.
Термины "модель", "моделирование" являются неразрывно связанными, поэтому целесообразно обсуждать их одновременно.
Слово "модель" произошло от латинского слова modelium, которое означает мера, образ, способ и т.д. Его первоначальное значение было связано со строительным искусством, и почти во всех европейских языках оно употреблялось для обозначения образа, или прообраза, или вещи, сходной в каком-то отношении с другой вещью [39, с.5].
В толковом словаре "Информатика" [16, с.111] под моделью понимается "реальный физический объект или процесс, теоретическое построение, информационный образ, представляющие какие-либо свойства исследуемого объекта, процесса или явления".
В философской литературе можно найти близкие по смыслу определения, которые обобщаются так: "Модель используется при разработке теории объекта в том случае, когда непосредственное следование его не представляется возможным вследствие ограниченности современного уровня знания и практики. Данные о непосредственно интересующем исследователя объекте получаются путем исследования другого объекта, который объединяется с первым общностью характеристик, определяющих качественно-количественную специфику обоих объектов" [33].
В схожем определении В.А. Штоффа [39, с.7] можно выделить такие признаки модели:
· это мысленно представляемая или материально реализуемая система;
· она воспроизводит или отображает объект исследования;
· она способна замещать объекты;
· её изучение дает новую информацию об объекте.
А.И. Уемов [33] выделяет обобщенные признаки модели:
1. Модель не может существовать изолированно, потому что она всегда связана с оригиналом, то есть той материальной или идеальной системой, которую она замещает в процессе познания.
2. Модель должна быть не только сходна с оригиналом, но и отлична от него, причём модель отражает те свойства и отношения оригинала, которые существенны для того, кто её применяет.
3. Модель обязательно имеет целевое назначение.
Таким образом, модель - это упрощенный (в том или ином смысле) образ оригинала, неразрывно с ним связанный, отражающий существенные свойства, связи и отношения оригинала; система, исследование которой служит инструментом, средством для получения новой и (или) подтверждения уже имеющейся информации о другой системе.
Понятие модели относится к фундаментальным общенаучным понятиям, а моделирование - это метод познания действительности, используемый различными науками.
Моделирование - построение моделей для изучения объектов, процессов, явлений.
Объект моделирования - широкое понятие, включающее объекты живой или неживой природы, процессы и явления действительности. Сама модель может представлять собой либо физический, либо идеальный объект. Первые называются натурными моделями, вторые - информационными моделями. Например, макет здания - это натурная модель здания, а чертеж того же здания - это его информационная модель, представленная в графической форме (графическая модель).
Классификация информационных моделей может основываться на разных принципах. Если классифицировать их по доминирующей в процессе моделирования технологии, то можно выделить математические модели, графические модели, имитационные модели, табличные модели, статистические модели и пр. Если же положить в основу классификации предметную область, то можно выделить модели физических систем и процессов, модели экологических (биологических) систем и процессов, модели процессов оптимального экономического планирования, модели учебной деятельности, модели знаний и др. Вопросы классификации важны для науки, т.к. они позволяют сформировать системный взгляд на проблему, но преувеличивать их значение не следует. Разные подходы к классификации моделей могут быть в равной мере полезны. Кроме того, конкретную модель отнюдь не всегда можно отнести к одному классу, даже если ограничиться приведенным выше списком.
Материальные (натурные) и информационные модели.
По способу представления модели делятся на материальные и информационные (См. Схему 2).
![]() |
Материальные модели иначе можно назвать предметными или физическими. Они воспроизводят геометрические свойства оригинала и имеют реальное воплощение.
Примеры материальных моделей:
1. Детские игрушки (куклы - модель ребенка, мягкие игрушки-звери - модель живых зверей, машинки - модели реальных автомобилей и т.д.).
2. Глобус - модель планеты Земля.
3. Школьные пособия (скелет человека - модель реального скелета, модель атома кислорода и т.д.)
4. Физические и химические опыты.
Информационные модели нельзя потрогать или увидеть, они не имеют материального воплощения, потому что строятся только на информации.
Информационная модель - совокупность информации, характеризующая свойства и состояния объекта, процесса, явления, а также взаимосвязь с внешним миром.
К информационным моделям можно отнести вербальные и знаковые модели.
Вербальная модель - информационная модель в мысленной или разговорной форме.
Примеры вербальных моделей:
1. Модель поведения человека при переходе через улицу. Человек анализирует ситуацию на дороге (сигналы светофора, наличие и скорость машин и вырабатывает модель своего движения)
2. Идея, возникшая у изобретателя - модель изобретения.
3. Музыкальная тема, промелькнувшая в голове композитора - модель будущего музыкального произведения.
Знаковая модель - информационная модель, выраженная специальными знаками, т.е. средствами любого формального языка.
Примеры знаковых моделей:
1. Чертеж кухонной мебели - модель мебели для кухни.
2. Схема Московского метрополитена - модель метро г. Москвы.
3. График изменения курса евро - модель роста (понижения) курса евро.
Вербальные и знаковые модели, как правило, взаимосвязаны. Мысленный образ (например, пути по определенному адресу), может быть облечен в знаковую форму, например, в схему. И наоборот, знаковая модель помогает сформировать в сознании верный мысленный образ.
По способу реализации информационные знаковые модели делятся на компьютерные и некомпьютерные.
Информационные модели используются при теоретических исследованиях объектов моделирования. В наше время основным инструментом информационного моделирования является компьютерная техника и информационные технологии.