Линия формализации и моделирования.

Эта линия выполняет в курсе информатики важную педагогическую задачу:

Развитие системного мышления школьников.

Моделирование – метод познания состоящий в создании и исследовании моделей.

В рамках школьного курса информатики информационное моделирование может быть предметом, как базового курса так и профильного, смежного с другими дисциплинами (физика, биология, химия).

В зависимости от количества учебных часов и от уровня подготовленности учащихся, данная тема может вестись на трех уровнях сложности: Минимальном, достаточном, углубленном.

Соответственно можно выделить 3 типа задач обучения:

1. Дана информационная модель объекта, научить её понимать, делать выводы, использовать для решения задач.

2. Дано множество не систематизированных данных о реальном объекте, научить учащихся систематизировать и таким образом получать информационные модели.

3. Дан реальный объект. Научить построению информационных моделей и реализовывать их на компьютере, а так же использовать для практических целей.

Методические рекомендации по изучению минимального уровня содержания темы «Введение в информационное моделирование».

Изучаемые вопросы: понятие модели, типы информационных моделей, формализация, графические информационные модели, табличная форма информационных моделей, информационное моделирование на компьютере.

Данный уровень предоставляет учебник Симакина И.Г. [глава 6(старый учебник) глава 2 (новый учебник 9кл)].

Учебник позволяет реализовать следующие дидактические цели:

1. Познакомить учащихся с понятием модель. Большинству учащихся этот термин знаком, и они могут привести много различный моделей объектов, явлений, процессов… Поэтому объяснение может свестись к беседе. Конечно большинство примеров которые приведут учащиеся это будут натурные модели. (глобус, модель автомобиля, кукла). Которые не являются информационными, тем не менее, им необходимо уделить некоторое внимание, поскольку между понятиями Натурная модель и Информационная, есть аналогии. Модель – это упрощенное подобие реального объекта, явления или процесса. Моделирование – процесс создание модели. Модель не может иметь все свойства присущие оригиналу. При создании модели необходимо знать её цель (назначение). В соответствии с целью выделяются существенные свойства моделируемого объекта. Один и тот же объект в разных ситуациях и в разных науках может описываться разными моделями. Например: в механике человек это материальная точка, в биологии это система, стремящаяся к самосохранению. С другой стороны, разные объекты могут описываться одной моделью. Например: в механике различные материальные объекты рассматриваются как материальные точки. Делается вывод: совершенно не важно, какие объекты выбираются в качестве моделей, важно лишь то, что с их помощью удается отобразить наиболее существенные признаки изучаемого объекта, явления, процесса. В результате этого разговора, учащиеся должны уяснить смысл цепочки: объект моделирования -> цель моделирования -> моделирование -> модель. После этого переходят к разговору об информационных моделях.

2. Познакомить учащихся с понятием «Информационная модель» и различными типами информационных моделей. Информационная модель - это описание объекта моделирования, то есть это информация об объекте моделирования. Поскольку информация может быть представлена в разной форме, то могут быть и различные формы информационных моделей: графические, вербальные, табличные, математические, компьютерные математические модели. В науке существуют и другие типы информационных моделей: алгоритмические, геометрические и др. модели. Но в рамках базового курса изучается только выше названные модели.

Форма информационной модели зависит от цели её создания. Например: если главной целью модели является наглядность, то выбирают графическую форму.(карты, схемы, чертежи, графики).

Вербальные информационные модели – словестное описание объектов на естественном языке. (лекция, литературное произведение, гелиоцентрическая модель мира Коперника)

Процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков, называется формализацией. Чтобы объяснить суть данного понятия, можно обратиться к понятию «форма», то есть, в процессе формализации мы не просто разрабатываем некоторую модель, но прежде всего, задаём форму этой модели.

Одним из самых распространенных типов информационных моделей, является таблица. Эта форма придает наглядность данным, структурирует их, позволяет увидеть закономерности в характере данных. В базовом курсе информатике, непосредственное отношение к таблицам имеют базы данных и электронные таблицы. Темы введение в информационное моделирование предполагает лишь предварительный разговор о таблицах, их классификации, приёмах оформления.

В таблице может содержаться информация о разных свойствах объектов, об объектах одного класса и разных классов, об отдельных объектах и группах объектов.

Объект – это то, о чем идет речь. Класс объектов – это множество объектов, объединенных какими то общими свойствами. Свойства – это характеристики, признаки объектов.В учебнике Симакина описывается 2 типа таблиц:

1. Объект – свойство. Например: таблица – домашняя библиотека

Автор	Название	Год издания	Жанр
А. Беляев	Человек Амфибия	1990	Фантастика

В каждой отдельной строке такой таблицы содержится информация об одном объекте. В столбцах отдельные характеристики или свойства объекта.

2. Объект – объект. Например: школьный журнал.

Фамилия	Предмет
	Математика	Русский	Информатика
Иванов А.
Петров И.

В строках содержится информация о школьниках, это первый вид объектов, в столбцах учебные предметы, это второй вид объектов, свойствами который являются оценки. Так же в этом пособии рассматриваются примеры применения двоичных матриц. Двоичные матрицы используются в тех случаях, когда нужно отразить наличие или отсутствие связей между отдельными элементами некоторой системы. С помощью этих матриц удобно представлять сетевые структуры. Например: таблица – дороги.

Станции	Озерная	Лесная	Солнечная
Озерная	1	1	0
Лесная	0	1	1
Солнечная	0	1	0

Математическая модель - это описание моделируемого процесса на языке математики.

Компьютерная математическая модель – это программа реализующая расчеты состояния моделируемой системы по её математической модели.Использование компьютерной математической модели для исследования поведения объекта моделирования, называется вычислительным экспериментом, или численным экспериментом. Важным свойством компьютерных математических моделей является возможность визуализации результатов расчетов, этим целям служит использование компьютерной графики.