Прикладные задачи компьютерного моделирования 10 кл

реклама
«Рассмотрено»
«Согласовано»
Руководитель МО учителей
математики,
физики
информатики
и
Заместитель директора по
УР МБОУ «Гимназия №96»
«Утверждено»
Директор МБОУ «Гимназия №96»
________________Бузюкин С.А.
_____________Кукарина С.В.
____________Аханова М.Н.
Приказ №_____
«____» __________ 2015 г.
от «____» ________ 2015 г.
Протокол №____
от «____» ________ 2015 г.
Рабочая программа
элективного курса
«Прикладные задачи компьютерного моделирования»
в 10 А, В классах
Составила учитель информатики
высшей квалификационной категории
Бергер Полина Григорьевна
Рассмотрено на
заседании
педагогического совета
протокол №____
от «___» ______ 2015г.
2015-2016 учебный год
1. Пояснительная записка
Курс предназначен для удовлетворения образовательных потребностей
детей,
обучающихся
в
классах
социального-гуманитарного
профиля.
Особенность данного курса в том, что он реализует межпредметные связи
таких школьных дисциплин как математика, информатика и физика. Он
помогает повысить мотивацию к изучению точных наук, помочь в развитии
абстрактного и логического мышления, а также преодолеть психологический
барьер при изучении тем повышенной сложности.
Особую ценность для учебного процесса представляет возможность
самостоятельного создания учащимися компьютерных моделей на основе
известных математических моделей физических объектов и явлений.
Построение такого рода моделей требует наличия специальных программных
сред, при этом среда для компьютерного моделирования должна быть
простой в освоении и использовании, а также адаптированной под учебный
процесс. Примером такой среды может служить свободно распространяемая
динамическая среда GeoGebra.
В качестве инструментов компьютерного моделирования предлагается
использовать следующие программные продукты
Geogebra, Excel и
PascalABC. Выбор данных продуктов обусловлен их доступностью для школ
и учащихся.
Уроки компьютерного моделирования - это исследование каких- то
свойств; использование моделей для уточнения характеристик; построение
вновь конструированных объектов, моделей; наблюдение; целенаправленное
восприятие информации, обусловленное какой-то задачей и т.д. Возможность
проведения
численного
эксперимента
с
математической
моделью
значительно углубит знания по предмету, делает процесс их изучения более
живым и увлекательным. Такая работа — прекрасный способ усиления
прикладной
и
практической
направленности
обучения,
преодоления
известной схоластичности. У математического моделирования есть и другая
привлекательная
сторона
—
возможность
2
приобщения
учащихся
к
компьютерной
технике
и
выработка
навыков
ее
систематического
использования, чего трудно достичь на одних лишь уроках информатики.
Работа учащихся с компьютерными моделями чрезвычайно полезна, так
как компьютерные модели позволяют в широких пределах изменять начальные
условия задач, что позволяет им выполнять многочисленные задачи за
небольшой промежуток времени. Такая интерактивность открывает перед
учащимися огромные познавательные возможности, делая их не только
наблюдателями, но и активными участниками. Некоторые модели позволяют
одновременно с ходом решения наблюдать построение соответствующих
графических зависимостей, что повышает их наглядность. Подобные модели
представляют особую ценность, так как учащиеся обычно испытывают
значительные трудности при построении и чтении графиков.
В чем же преимущество компьютерного моделирования? Прежде всего,
компьютерное моделирование позволяет получать наглядные динамические
иллюстрации, воспроизводить их тонкие детали, которые часто с трудом
усваиваются при словесном объяснении с демонстрацией статичных рисунков.
При использовании моделей компьютер предоставляет уникальную, не
достижимую в реальном уроке, возможность визуализации упрощённой модели.
2. Общая характеристика курса
Рабочая
программа
элективного
курса
«Прикладные
задачи
компьютерного моделирования» для 10 класса составлена на основе:
 Федерального закона от 29.12.2012 N 273-ФЗ (ред. от 21.07.2014)
"Об образовании в Российской Федерации"
 федерального
компонента
государственного
стандарта
общего
образования, от 5 марта 2004г. № 1089;

с учетом требований к оснащению образовательного процесса в
соответствии
с
содержанием
учебных
предметов
государственного стандарта общего образования;

Базисного учебного плана 2004 года;
3
компонента
 Учебного плана МБОУ «Гимназия 96» Вахитовского района города
Казани на 2015– 16 учебный год;
Цель курса:
Цель курса – развитие навыков компьютерного моделирования
посредством решения прикладных задач.
Задачи курса:
 познакомить учащихся с основами информационного моделирования;
 создать учебное пространство для развития умения рационально,
продуктивно и самостоятельно решать задачи различного уровня
сложности;
 актуализировать межпредметные связи (информатика - математика –
физика) посредством создания компьютерных моделей физических
процессов.
Основные знания:
В результате изучения элективного курса «Прикладные задачи
компьютерного моделирования» ученик должен знать/ понимать:
 основные понятия по теме «Моделирование»: определение
модели, натурные и информационные модели, разновидности
информационных моделей (образные, знаковые, табличные,
графические и др.);
 свойства моделей;
 цели моделирования;
 элементы
интерфейса
программ
для
компьютерного
моделирования: Excel, Geogebra.
Основные умения:
В результате изучения элективного курса «Прикладные задачи
компьютерного моделирования» ученик должен уметь:
4
 использовать
возможности
программ
Excel,
GeoGebra
для
компьютерного моделирования;
 строить простейшие геометрические объекты в Geogebra (точку,
прямую,
отрезок,
треугольник,
прямоугольник,
правильный
многоугольник и др.);
 обозначать точки, прямые, отрезки, фигуры, углы в Geogebra;
 создавать простейшие анимационные модели в Geogebra;
 строить графики элементарных функций в Geogebra;
 решать уравнения системы уравнений графическим способом в
Geogebra;
 строить простейшие модели физических процессов в Geogebra.
Формы и методы обучения:
Формы обучения ориентированы на следующие педагогические
технологии:

индивидуальная исследовательская деятельность;

коммуникативно-направленная групповая работа;

фронтальные формы работы.
Форма итогового контроля:
Для оценки уровня обученности проводится текущий и итоговый
контроль обучаемых в виде тестов, индивидуальных творческих заданий
(задач), получения консультаций по вопросам решения разного уровня
сложности нестандартных задач.
Ученик получает зачет (оценку не ниже 4) при условии выполнения
работы
в
установленный
срок
с
учетом
стандартных
предъявляемых при сдаче ЕГЭ.
3. Описание места курса в учебном плане:
5
требований,
На изучение данного курса отводится 0,5 часа в неделю – 18 часов в год
из учебного плана МБОУ «Гимназия 96».
4. Содержание курса:
1. Введение
в
моделирование:
моделирования,
основные
классификация
понятия
моделей
и
информационного
примеры
применения
компьютерных моделей на практике. (1 час)
2. Обзор инструментов компьютерного моделирования. (2 часа)
3. Компьютерное моделирование геометрических объектов в Geogebra. (2
часа)
4. Создание анимационных моделей. (2 часа)
5. Построение графиков элементарных функций. (2 часа)
6. Решение
уравнений
и
систем уравнений
графическим
способом
(2 часа)
7. Анимированная тригонометрическая окружность (1 час)
8. Моделирование
баскетбольного
физических
мяча,
процессов:
моделирование
маятника и др. (4 часа)
6
моделирование
колебаний
полета
математического
Тематический план:
№ п/п
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Тема
Количество
часов
Введение в моделирование
1
Обзор инструментов компьютерного
2
моделирования
Компьютерное
моделирование
2
геометрических объектов в Geogebra
Создание анимационных моделей
2
Построение графиков элементарных
2
функций
Решение
уравнений
и
систем
2
уравнений графическим способом
Анимированная тригонометрическая
1
окружность
Моделирование физических процессов
4
Зачетное занятие по всему курсу
1
Резерв
1
всего
18
7
Теория Практика
1
1
1
1
1
1
-
1
2
0.5
1.5
0
1
1
3
1
1
12,5
5,5
№
1
Календарно-тематическое планирование элективного курса
«ПРИКЛАДНЫЕ ЗАДАЧИ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ» 10А и 10В классов на 2015-2016 гг.
Характеристика
Дата проведения
Кол-во
Элементы
Тема урока
основных видов
Ожидаемые результаты
содержания
часов
план
факт
деятельности
Введение в
моделирование
1
Лекция
Виды моделей,
натурные модели,
информационные
модели: табличные,
графические
Знать определение и
назначение моделирования,
основные виды моделей,
уметь приводить примеры
натурных и информационных
моделей
1-5
сентября
Иметь представление о
таблицах типа "объектсвойство", "объект-объект",
"двойная матрица"
2
Обзор
инструментов
компьютерного
моделирования
1
Лекция
Основные
инструменты
компьютерного
моделирования:
Excel, GeoGebra,
Pascal
8
Знать основные инструменты
компьютерного
моделирования: Excel,
GeoGebra, Pascal
7 - 12
сентября
3
4
Обзор
инструментов
компьютерного
моделирования
1
Лекция с
элементами
демонстрации
Компьютерное
моделирование
геометрических
объектов в
Geogebra
1
Основные
инструменты
компьютерного
моделирования:
Excel, GeoGebra,
Pascal
Знать основные инструменты
компьютерного
моделирования: Excel,
GeoGebra, Pascal
Работа с
инструментами
геометрии GeoGebra
Знать основные инструменты
геометрии GeoGebra.
Лекция с
элементами
демонстрации
9
Уметь сохранять и открывать
файлы, использовать
основные инструменты
геометрии GeoGebra: новая
точка, курсор, прямая по 2ум точкам, отрезок, удаление
объекта, отмена/повтор,
перемещение графического
вида,
увеличение/уменьшение
масштаба, использование
подсказок для инструментов.
14 - 19
сентября
21 -26
сентября
5
Компьютерное
моделирование
геометрических
объектов в
Geogebra
1
6
Практика
Создание
анимационных
моделей
1
Практика
Создание
компьютерных
моделей простейших
геометрических
объектов в Geogebra
с помощью
инструментов:
перпендикулярная
прямая,
параллельная
прямая, пересечение
2-х объектов,
многоугольник.
Уметь строить точку,
прямую, отрезок,
треугольник, прямоугольник,
правильный многоугольник и
рисунки из этих элементов.
Моделирование
движения
графических
объектов
Уметь вставлять графические
объекты из файлов,
анимировать графические
объекты
28
сентября –
3 октября
Ползунок как
визуальный элемент
управления числом
7
Создание
анимационных
моделей
1
Практика
Моделирование
движения
графических
объектов
10
Уметь создавать рисунки с
помощью
графического
редактора, сохранять их,
вставлять
графические
объекты
из
файлов,
анимировать
графические
объекты
5 - 10
октября
12 - 17
октября
8
9
10
11
12
Построение
графиков
элементарных
функций
Построение
графиков
элементарных
функций
Решение
уравнений и
систем
уравнений
графическим
способом
Решение систем
уравнений
графическим
способом
Анимированная
тригонометрическая окружность
1
1
1
1
1
Практика
Построение
Уметь строить графики
графиков прямой,
элементарных функций из
квадратичной
курса алгебры
кубической
параболы, гиперболы
19 - 24
октября
Практика
Построение
графиков
тригонометрических
функций
Уметь строить графики
элементарных функций из
курса алгебры
26 - 31
октября
Решение линейных и
квадратных
уравнений
графическим
способом
Знать способы
уравнений
и
уравнений
Решение систем
уравнений
графическим
способом
Уметь решать уравнения и
системы
уравнений
графическим способом
16 - 21
ноября
Построение
тригонометрической
окружности
Уметь
моделировать
тригонометрическую
окружность
23 - 28
ноября
Практика
Практика
Практика
11
решения
систем
Уметь решать уравнения и
системы
уравнений
графическим способом
9 - 14
ноября
13
Моделирование
физических
процессов
Моделирование
физических
процессов – область
приложения
моделирования
1
Лекция
Знакомство с
моделированием
полета снаряда на
демонстрационном
примере
Знать
аналогии
между
лабораторным
и
вычислительным
экспериментами,
преимущества визуализации
физических процессов
Учащиеся
сопоставлять:



12
должны
понятие линейной функции
как модель движения с
постоянной скоростью;
квадратичной функции как
модель
свободно
падающего тела;
математический маятник,
колебания в электрической
цепи, тень от солнца –
модели
тригонометрических
функций.
30 ноября 5 декабря
14
Моделирование
физических
процессов
1
15
16
17
18
Моделирование
физических
процессов
Моделирование
физических
процессов
Зачетное
занятие по
всему курсу
1
1
1
Практика
Моделирование
перемещения
автомобиля в
GeoGebra
(равномерное
прямолинейное и
равноускоренное
движение)
Знать формулы равномерное
прямолинейное
и
равноускоренное движение
из курса физики
Практика
Моделирование
полета
баскетбольного мяча
в GeoGebra
Знать формулы полета тела,
брошенного под углом к
горизонту из курса физики
Практика
Моделирование
колебаний маятника
в GeoGebra
Знать формулы колебаний
маятника из курса физики
См материал 1-16
уроков
См материал 1-16 уроков
Зачет
Резерв
7 -12
декабря
14 - 19
декабря
21 - 26
декабря
11 - 16
января
18 - 23
января
1
13
Список использованной литературы и источников
1. Н.В. Макарова. Информатика и ИКТ. Учебник 11 класс. СПб.: Питер, 2008.
2. Семакин И.Г. Информатика и ИКТ. Профильный уровень : учебник для 11 класса / И.Г.Семакин, Е.К.Хеннер,
Л.В.Шестакова. — 3-е изд. — М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013. — 352 с. : ил.
3. Материалы сайта www.geogebra.org
4. http://www.geogebra.org/book/intro-ru.zip Введение в GeoGebra версии 4.2
14
Скачать