Главная / Информатика / Практикум на тему “Компьютерное моделирование как метод познания“

Практикум на тему “Компьютерное моделирование как метод познания“

Компьютерное моделирование как метод познания
В 1870 г. английское Адмиралтейство спустило на воду новый броненосец "Кэпт...
Модель объект или явление, являющийся упрощённой версией моделируемого объект...
Цели Моделирования понять сущность изучаемого объекта научиться управлять объ...
Применение Моделирования В реальном времени оригинал (прототип) может уже не ...
Применение Моделирования Оригинал может иметь много свойств и взаимосвязей. Ч...
Виды моделирования Информационное моделирование Компьютерное моделирование Ма...
КЛАССИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ Область использования Учет временного фактора Отрасль з...
КЛАССИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ Область использования Модели Учебные Имитационные Опытн...
Наглядные пособия, тренажеры, обучающие программы. КЛАССИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ Обла...
Уменьшенные или увеличенные копии объекта. КЛАССИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ Область испо...
Для исследований процессов и явлений. КЛАССИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ Область использов...
Военные, экономические, деловые. КЛАССИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ Область использования ...
Отражают реальность с той или иной стороны, имитируют ее. Проводятся многокра...
КЛАССИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ Учет временного фактора Одномоментный срез информации п...
КЛАССИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ Способ представления Воспроизводят геометрические и физ...
КЛАССИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ Способ представления Информационные Информационные моде...
Виды информационных моделей по форме представления геометрические словесные л...
Классификация информационных знаковых моделей по способу реализации: Некомпью...
Этапы моделирования Первым этапом любого исследования является постановка зад...
Практическая часть 	СОЗДАНИЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ ЗНАКОВОЙ МОДЕЛИ СРЕДСТВАМИ ПРОГРАММ...
РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ 	Задача №1. Определение максимального...
II этап. Анализ объекта 	В задаче рассматривается процесс преобразования одн...
III этап. Разработка информационной 									 модели Объект Параметры Действ...
Геометрическая и математическая модели S — площадь основания коробки b — вели...
Компьютерная модель Для моделирования будем использовать среду табличного про...
Заносится требуемое значение. Выбирается значение в зависимости от величины ...
IV этап. Компьютерный эксперимент Провести тестовый расчет компьютерной модел...
ЭКСПЕРИМЕНТ З	 Исследовать, как изменяется наибольший объем коробки и соотве...
ЭКСПЕРИМЕНТ 5 Подобрать размер картонного листа, из которого можно сделать ка...
V этап. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ Обобщив результаты экспериментов не...
ЗАДАча № 2 . Из круглого бревна радиуса R требуется вырезать прямоугольную б...
I этап. Постановка задачи 	Из круглого бревна радиуса R требуется вырезать пр...
III этап. Геометрическая и математическая модели y — высота балки x — ширина ...
Компьютерная модель Для моделирования используется среда табличного процессор...
IV этап. Компьютерный эксперимент Провести тестовый расчет компьютерной модел...
Задачи для самостоятельного решения № 1. Определение максимальной площади тре...
1 из 37

Описание презентации по отдельным слайдам:

№ слайда 1 Компьютерное моделирование как метод познания
Описание слайда:

Компьютерное моделирование как метод познания

№ слайда 2 В 1870 г. английское Адмиралтейство спустило на воду новый броненосец "Кэптен"
Описание слайда:

В 1870 г. английское Адмиралтейство спустило на воду новый броненосец "Кэптен". Корабль вышел в море и перевернулся. Погиб корабль и находящиеся на нем люди. Это было совершенно неожиданно для всех, кроме английского ученого-кораблестроителя В.Рида, который предварительно провел исследования на модели броненосца и установил, что корабль опрокинется даже при небольшом волнении. Но ученому, проделывающему, как казалось, несерьезные опыты с "игрушкой", не поверили лорды из Адмиралтейства. И случилось непоправимое... Порыв ветра опрокинул корабль, с которого спаслось только 18 человек…

№ слайда 3 Модель объект или явление, являющийся упрощённой версией моделируемого объекта и
Описание слайда:

Модель объект или явление, являющийся упрощённой версией моделируемого объекта или явления. от лат. modulus — «мера, аналог, образец» — Моделирование метод научного познания объективного мира с помощью моделей.

№ слайда 4 Цели Моделирования понять сущность изучаемого объекта научиться управлять объект
Описание слайда:

Цели Моделирования понять сущность изучаемого объекта научиться управлять объектом и определять наилучшие способы управления прогнозировать прямые или косвенные последствия решать прикладные задачи

№ слайда 5 Применение Моделирования В реальном времени оригинал (прототип) может уже не сущ
Описание слайда:

Применение Моделирования В реальном времени оригинал (прототип) может уже не существовать или его нет в действительности

№ слайда 6 Применение Моделирования Оригинал может иметь много свойств и взаимосвязей. Чтоб
Описание слайда:

Применение Моделирования Оригинал может иметь много свойств и взаимосвязей. Чтобы глубоко изучить какое-то конкретное, интересующее нас свойство, иногда полезно отказаться от менее существенных, вовсе не учитывая их.

№ слайда 7 Виды моделирования Информационное моделирование Компьютерное моделирование Матем
Описание слайда:

Виды моделирования Информационное моделирование Компьютерное моделирование Математическое моделирование Математико-картографическое моделирование Молекулярное моделирование Цифровое моделирование Логическое моделирование Педагогическое моделирование Психологическое моделирование Статистическое моделирование Структурное моделирование Физическое моделирование Экономико-математическое моделирование Имитационное моделирование Эволюционное моделирование и т. д.

№ слайда 8 КЛАССИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ Область использования Учет временного фактора Отрасль знан
Описание слайда:

КЛАССИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ Область использования Учет временного фактора Отрасль знаний Способ представления

№ слайда 9 КЛАССИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ Область использования Модели Учебные Имитационные Опытные
Описание слайда:

КЛАССИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ Область использования Модели Учебные Имитационные Опытные Игровые Научно-технические

№ слайда 10 Наглядные пособия, тренажеры, обучающие программы. КЛАССИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ Область
Описание слайда:

Наглядные пособия, тренажеры, обучающие программы. КЛАССИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ Область использования Учебные

№ слайда 11 Уменьшенные или увеличенные копии объекта. КЛАССИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ Область использ
Описание слайда:

Уменьшенные или увеличенные копии объекта. КЛАССИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ Область использования Опытные

№ слайда 12 Для исследований процессов и явлений. КЛАССИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ Область использовани
Описание слайда:

Для исследований процессов и явлений. КЛАССИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ Область использования Научно-технические

№ слайда 13 Военные, экономические, деловые. КЛАССИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ Область использования Игр
Описание слайда:

Военные, экономические, деловые. КЛАССИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ Область использования Игровые

№ слайда 14 Отражают реальность с той или иной стороны, имитируют ее. Проводятся многократны
Описание слайда:

Отражают реальность с той или иной стороны, имитируют ее. Проводятся многократные эксперименты. КЛАССИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ Область использования Имитационные

№ слайда 15 КЛАССИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ Учет временного фактора Одномоментный срез информации по о
Описание слайда:

КЛАССИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ Учет временного фактора Одномоментный срез информации по объекту. Позволяет увидеть изменения объекта во времени Модели Статические Динамические

№ слайда 16 КЛАССИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ Способ представления Воспроизводят геометрические и физиче
Описание слайда:

КЛАССИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ Способ представления Воспроизводят геометрические и физические свойства оригинала и всегда имеют реальное воплощение. Совокупность информации, характеризующая свойства и состояния объекта, процесса, явления, а также взаимосвязь с внешним миром. Модели Материальные Информационные

№ слайда 17 КЛАССИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ Способ представления Информационные Информационные модели,
Описание слайда:

КЛАССИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ Способ представления Информационные Информационные модели, выраженные специальными знаками, т.е. средствами любого формального языка. Информационные модели в мысленной или разговорной форме. Вербальные Знаковые

№ слайда 18 Виды информационных моделей по форме представления геометрические словесные логи
Описание слайда:

Виды информационных моделей по форме представления геометрические словесные логические компьютерные некомпьютерные специальные структурные математические

№ слайда 19 Классификация информационных знаковых моделей по способу реализации: Некомпьютер
Описание слайда:

Классификация информационных знаковых моделей по способу реализации: Некомпьютерная модель – выполнена с помощью специального инструментария. Например, используется традиционный набор инженера или конструктора (карандаш, линейка) Компьютерная модель – модель, реализованная средствами программной среды.

№ слайда 20 Этапы моделирования Первым этапом любого исследования является постановка задачи
Описание слайда:

Этапы моделирования Первым этапом любого исследования является постановка задачи, которая определяется заданной целью. Второй этап - анализ объекта. Результат анализа объекта – выявление его составляющих (элементарных объектов) и определения связей между ними. Третий этап – разработка информационной модели объекта. В процессе построения модели выделяются главные, наиболее существенные, свойства, которые соответствуют цели моделирования. Четвертый этап – компьютерный эксперимент. Компьютерная модель, реализованная средствами программной среды. Пятый этап – анализ результатов моделирования. Конечная цель моделирования – принятие решения, которое должно быть выработано на основе всестороннего анализа полученных результатов.

№ слайда 21 Практическая часть 	СОЗДАНИЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ ЗНАКОВОЙ МОДЕЛИ СРЕДСТВАМИ ПРОГРАММНОЙ
Описание слайда:

Практическая часть СОЗДАНИЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ ЗНАКОВОЙ МОДЕЛИ СРЕДСТВАМИ ПРОГРАММНОЙ СРЕДЫ MICROSOFT OFFICE EXCEL

№ слайда 22 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ 	Задача №1. Определение максимального об
Описание слайда:

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ Задача №1. Определение максимального объема коробки I этап. Постановка задачи Описание задачи Имеется квадратный лист картона со стороной а. Из листа делают коробку следующим образом: по углам вырезают четыре квадрата и склеивают коробку по сторонам вырезов. Цель моделирования Определить, какова должна быть сторона вырезаемого квадрата, чтобы коробка имела наибольшую вместимость.

№ слайда 23 II этап. Анализ объекта 	В задаче рассматривается процесс преобразования одного
Описание слайда:

II этап. Анализ объекта В задаче рассматривается процесс преобразования одного объекта (картонного листа) в другой (коробку). Исходный объект — картонный лист — имеет заданные геометрические размеры: длина стороны а. Созданный объект — коробка — характеризуется объемом V, а вырезы — размером стороны b и площадью основания S.

№ слайда 24 III этап. Разработка информационной 									 модели Объект Параметры Действия
Описание слайда:

III этап. Разработка информационной модели Объект Параметры Действия Картонный лист Длина стороныа. Длина вырезаb Вырезание квадратныхвырезов по краям Склеивание сторон вырезов Коробка Длина стороны основанияс. Площадь основанияS. ОбъемV. Расчет площади и объема

№ слайда 25 Геометрическая и математическая модели S — площадь основания коробки b — величин
Описание слайда:

Геометрическая и математическая модели S — площадь основания коробки b — величина выреза, являющаяся высотой коробки а — длина стороны листа с — длина основания коробки

№ слайда 26 Компьютерная модель Для моделирования будем использовать среду табличного процес
Описание слайда:

Компьютерная модель Для моделирования будем использовать среду табличного процессора Excel. В этой среде информационная и математическая модели объединяются в таблицу, которая содержит три области: • исходные данные; • промежуточные расчеты; • результаты. Заполняется область исходных данных, где задаются тестовые исходные параметры а и ∆b ( которые были использованы для расчета «вручную»). Составляется таблица расчёта путём введения расчетных формул по правилам, принятым в среде электронных таблиц. Таблица Excel

№ слайда 27 Заносится требуемое значение. Выбирается значение в зависимости от величины исх
Описание слайда:

Заносится требуемое значение. Выбирается значение в зависимости от величины исходных параметров и точности вычислений =ЕСЛИ(F5=МАКС(F$5:F$99);B5;"-") =ЕСЛИ( (A5-2*B5)>0; A5-2*B5; "0") =C5*C5 =ЕСЛИ(E5=МАКС(E$5:E$99);E5;"-") =D5*B5 =С$1 =B5+C$2 Расчетные формулы: Таблица Excel

№ слайда 28 IV этап. Компьютерный эксперимент Провести тестовый расчет компьютерной модели.
Описание слайда:

IV этап. Компьютерный эксперимент Провести тестовый расчет компьютерной модели. ЭКСПЕРИМЕНТ 1 Проследить, как изменяется с увеличением выреза • длина стороны дна; • площадь дна; • объем коробки. Длина стороны дна уменьшается до нуля. Для исследования используется диапазон строк, для которых с>0. Общее количество строк с положительными значениями с приблизительно равно а/2. Объем коробки сначала увеличивается, достигает некоторого наибольшего значения, затем уменьшается. ЭКСПЕРИМЕНТ 2 Исследовать, как определить наибольший объем коробки и соответствующий вырез. В диапазоне строк, подлежащих исследованию определяем наибольший объем коробки и размер выреза, соответствующий наибольшему объему. Таблица Excel

№ слайда 29 ЭКСПЕРИМЕНТ З	 Исследовать, как изменяется наибольший объем коробки и соответст
Описание слайда:

ЭКСПЕРИМЕНТ З Исследовать, как изменяется наибольший объем коробки и соответствующий вырез при изменении стороны исходного листа. Для этого определим значения наибольшего объема коробки для нескольких значений длины картонного листа (при необходимости заполняем дополнительное количество строк): Таблица Excel

№ слайда 30 ЭКСПЕРИМЕНТ 5 Подобрать размер картонного листа, из которого можно сделать карто
Описание слайда:

ЭКСПЕРИМЕНТ 5 Подобрать размер картонного листа, из которого можно сделать картонную коробку с заданным наибольшим объемом Для подбора размера исходного картонного листа изменяем значение ячеек с вводимыми величинами и определяем наибольший объем коробки, пока не получим заданную величину. ЭКСПЕРИМЕНТ 4 Исследовать, как изменяется наибольший объем коробки и соответствующий вырез, если уменьшить шаг изменения выреза . Уменьшение шага изменения выреза позволяет точнее определить наибольший объем и соответствующий вырез. Таблица Excel

№ слайда 31 V этап. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ Обобщив результаты экспериментов необх
Описание слайда:

V этап. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ Обобщив результаты экспериментов необходимо составить отчет в текстовом процессоре. В отчете отражаются этапы моделирования: исходные данные, геометрическая модель, расчетные формулы, результаты экспериментов и выводы. Таблица Excel

№ слайда 32 ЗАДАча № 2 . Из круглого бревна радиуса R требуется вырезать прямоугольную балк
Описание слайда:

ЗАДАча № 2 . Из круглого бревна радиуса R требуется вырезать прямоугольную балку максимальной прочности . Известно, что прочность балки прямо пропорциональна произведению ее ширины на квадрат высоты. ?

№ слайда 33 I этап. Постановка задачи 	Из круглого бревна радиуса R требуется вырезать прямо
Описание слайда:

I этап. Постановка задачи Из круглого бревна радиуса R требуется вырезать прямоугольную балку максимальной прочности. Известно, что прочность балки прямо пропорциональна произведению ее ширины на квадрат высоты. Цель моделирования Определить, какими должны быть размеры балки, чтобы её прочность была максимальной? II этап. Анализ объекта В задаче рассматривается процесс преобразования одного объекта (бревна) в другой (балку). Исходный объект — бревно — имеет заданные геометрические размеры: радиус R. Созданный объект — балка — характеризуется высотой Y и шириной X, а также прочностью (на изгиб), прямо пропорциональной произведению ее ширины X на квадрат высоты Y.

№ слайда 34 III этап. Геометрическая и математическая модели y — высота балки x — ширина бал
Описание слайда:

III этап. Геометрическая и математическая модели y — высота балки x — ширина балки R — радиус бревна J — прочность (на изгиб)

№ слайда 35 Компьютерная модель Для моделирования используется среда табличного процессора E
Описание слайда:

Компьютерная модель Для моделирования используется среда табличного процессора Excel. Таблица Excel Заносится требуемое значение. Выбирается значение в зависимости от величины исходных параметров и точности вычислений

№ слайда 36 IV этап. Компьютерный эксперимент Провести тестовый расчет компьютерной модели.
Описание слайда:

IV этап. Компьютерный эксперимент Провести тестовый расчет компьютерной модели. V этап. Анализ результатов моделирования Обобщив результаты, составить отчет, отражающий этапы моделирования: исходные данные, геометрическая модель, расчетные формулы, результаты экспериментов и выводы. Таблица Excel

№ слайда 37 Задачи для самостоятельного решения № 1. Определение максимальной площади треуго
Описание слайда:

Задачи для самостоятельного решения № 1. Определение максимальной площади треугольника. В прямоугольном треугольнике задана длина гипотенузы с. Найти размеры катетов, при которых треугольник имеет наибольшую площадь. Составить геометрическую и математическую модель. Провести расчеты. № 2. Определение минимальной длины изгороди садового участка. Садовый участок прямоугольной формы имеет площадь S. При каких размерах длины и ширины участка длина изгороди будет наименьшей? Составить геометрическую и математическую модель. Провести расчеты.

Практикум на тему “Компьютерное моделирование как метод познания“
  • Информатика
Описание:

Моделирование является одним из важнейших понятий в современном мире. Данная работа направлена на развитие навыков исследовательской деятельности, аналитических способностей,  оценивания результатов своей деятельности, развитие творческих способностей, логического и алгоритмического мышления.

Основной задачей этой работы является повторение и практическое применение ранее изученного материала по теме «Моделирование и формализация»  и включение его в систему уже имеющихся знаний. В работе была поставлена задача не только реализовать предложенную модель, но и наиболее наглядно, в доступной форме отобразить полученные результаты.

При решении поставленной задачи реализована межпредметная связь математики и информационных технологий. Для понимания сути задачи, анализа полученных результатов, необходимо владеть соответствующей терминологией, ориентироваться в области знаний, где проводится исследование.

Проведенная работа выявляет способность и склонность к исследовательской деятельности в области математики и компьютерного моделирования.

Автор Новикова Надежда Владимировна
Дата добавления 04.01.2015
Раздел Информатика
Подраздел
Просмотров 646
Номер материала 27007
Скачать свидетельство о публикации

Оставьте свой комментарий:

Введите символы, которые изображены на картинке:

Получить новый код
* Обязательные для заполнения.


Комментарии:

↓ Показать еще коментарии ↓