E-Book Overview
В школьном курсе информатики появилась новая тема - моделирование. Требуется, рассматривая моделирование как метод познания, объяснить школьнику, для чего и как создаются компьютерные модели. Предполагается, что в распоряжении учителя есть два часа для рассказа и два часа для проведения лабораторной работы
E-Book Content
Ñåíè÷åíêîâ Þ.Á.
Ñåíè÷åíêîâ Þðèé Áîðèñîâè÷ "ÌÀÒÅÌÀÒÈ×ÅÑÊÎÅ ÌÎÄÅËÈÐÎÂÀÍÈÅ È ÂÛ×ÈÑËÈÒÅËÜÍÛÉ ÝÊÑÏÅÐÈÌÅÍÒ" ÒÐÈ ÓÐÎÊÀ ÏÎ ÒÅÌÅ Ñ ÏÎÌÎÙÜÞ MODEL VISION.  øêîëüíîì êóðñå Èíôîðìàòèêè [1] ïîÿâèëàñü íîâàÿ òåìà ìîäåëèðîâàíèå. Òðåáóåòñÿ, ðàññìàòðèâàÿ ìîäåëèðîâàíèå êàê ìåòîä ïîçíàíèÿ, îáúÿñíèòü øêîëüíèêó, äëÿ ÷åãî è êàê ñîçäàþòñÿ êîìïüþòåðíûå ìîäåëè. Ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî â ðàñïîðÿæåíèè ó÷èòåëÿ åñòü äâà ÷àñà äëÿ ðàññêàçà è äâà ÷àñà äëÿ ïðîâåäåíèÿ ëàáîðàòîðíîé ðàáîòû.
Ïîäáèðàåì ëèòåðàòóðó Ïîïðîáóåì íàéòè ïîäõîäÿùèå íàøåìó ñëó÷àþ êíèãè. Î ìîäåëèðîâàíèè ñòîëüêî íàïèñàíî, ÷òî íàäî òîëüêî ñóìåòü âûáðàòü ïðîñòûå, íå îòÿãîùåííûå ñëîæíûì ìàòåìàòè÷åñêèì àïïàðàòîì è áîãàòûå èäåÿìè êíèãè. Ó ìåíÿ íà ïîëêå, èç ÷èñëà «ïðîñòûõ», îêàçàëèñü êíèãè: À.Á. Ãîðñòêî «Ïîçíàêîìüòåñü ñ ìàòåìàòè÷åñêèì ìîäåëèðîâàíèåì», Â.Ï. Èëüèíà «Âû÷èñëèòåëüíàÿ èíôîðìàòèêà: îòêðûòèå íàóêè», Í.Í. Ìîèñååâà «Ìàòåìàòèêà ñòàâèò ýêñïåðèìåíò» è äâà ñáîðíèêà ñòàòåé èç ñåðèè «Êèáåðíåòèêà - íåîãðàíè÷åííûå âîçìîæíîñòè è âîçìîæíûå îãðàíè÷åíèÿ»: «Ýêñïåðèìåíò íà äèñïëåå» (ïîäçàãîëîâîê «Ïåðâûå øàãè âû÷èñëèòåëüíîé ôèçèêè») è «Êîìïüþòåðû, ìîäåëè, âû÷èñëèòåëüíûé ýêñïåðèìåíò» («Ââåäåíèå â
èíôîðìàòèêó ñ ïîçèöèé ìàòåìàòè÷åñêîãî ìîäåëèðîâàíèÿ») ñ î÷åðêàìè Ñ.Ï. Êóðäóìîâà, Þ.Ï. Ïîïîâà, À.À. Ñàìàðñêîãî è äðóãèõ. Ïåðâûå òðè êíèãè íåñîìíåííî ìîãóò ñîñòàâèòü îñíîâó äëÿ öåëîãî êóðñà îá óñòîÿâøèõñÿ ïîäõîäàõ ê ìîäåëèðîâàíèþ.  íèõ ìîæíî íàéòè ïðèìåðû ìîäåëåé èç ðàçëè÷íûõ îáëàñòåé çíàíèé è ðàçëè÷íîé ñëîæíîñòè. Ýòè êíèãè ìîæíî ïðåäëîæèòü øêîëüíèêàì äëÿ âíåêëàññíîãî ÷òåíèÿ, äàæå åñëè îíè íå ñìîãóò îñèëèòü íåêîòîðûå ñòðàíèöû. Ñáîðíèêè ñòàòåé ïðåäïîëàãàþò áîëåå âûñîêèé óðîâåíü ìàòåìàòè÷åñêèõ çíàíèé. Èõ ìîæíî ðåêîìåíäîâàòü êàê äîïîëíèòåëüíóþ ëèòåðàòóðó èëè, åñëè âàì ïîçâîëÿåò âðåìÿ, óñòðîèòü ñåìèíàð, - äëÿ «ìàòåìàòè÷åñêèõ» øêîë ýòî âïîëíå ïðèåìëåìî.
Âûáèðàåì ñòðàòåãèþ Óðîêè ïðåäñòîÿò äîñòàòî÷íî òðóäíûå, ïîòîìó ÷òî íàäî íàéòè ïðîñòûå è ñîäåðæàòåëüíûå ïðèìåðû, ïðèãîäíûå äëÿ èëëþñòðàöèè äîñòàòî÷íî ñëîæíûõ ïîíÿòèé, ñâÿçàííûõ ñ âû÷èñëèòåëüíûì ýêñïåðèìåíòîì. Õîðîøî áû íà÷àòü ñ òîãî æå, ñ ÷åãî ìû íà÷èíàåì ñâîé ðàññêàç îá îáû÷íîì ôèçè÷åñêîì, íàòóðíîì ýêñïåðèìåíòå: Âîò ñìîòðèòå, õîòèì èçó÷èòü òàêîå-òî ÿâëåíèå. Äëÿ ýòîãî ñîáèðàåì ëàáîðàòîðíóþ óñòàíîâêó, òî åñòü ïîäáèðàåì îáðàçöû, ïîäêëþ÷àåì ïðèáîðû. Ïëàíèðóåì è ïðîâîäèì èçìåðåíèÿ, îáðàáàòûâàåì ðåçóëüòàòû
24
è îáúÿñíÿåì óâèäåííîå. À çàâåðøèòü óðîê ïîêàçîì æèâîãî ýêñïåðèìåíòà. Åùå ëó÷øå, åñëè åñòü âîçìîæíîñòü äàòü ó÷àùèìñÿ ñàìèì ïðîâåñòè ïðîñòîé ýêñïåðèìåíò. Îäíàêî íè â îäíîé èç ïåðå÷èñëåííûõ êíèã âû íå íàéäåòå äàæå ññûëîê íà ïðîãðàììíûé ïðîäóêò, êîòîðûé ìîæíî èñïîëüçîâàòü äëÿ èëëþñòðàöèè âîçìîæíîñòåé âû÷èñëèòåëüíîãî ýêñïåðèìåíòà, íå ãîâîðÿ óæå î ïðîâåäåíèè ïðîñòåéøåãî ñàìîñòîÿòåëüíîãî âû÷èñëèòåëüíîãî ýêñïåðèìåíòà â êëàññå. Ìîæíî íàïèñàòü ïðîãðàììó, â êîòîðîé áóäóò âñå íåîáõîäèìûå âàì
© ÊÎÌÏÜÞÒÅÐÍÛÅ ÈÍÑÒÐÓÌÅÍÒÛ Â ÎÁÐÀÇÎÂÀÍÈÈ. ¹ 2, 1998 ã.
Ìàòåìàòè÷åñêîå ìîäåëèðîâàíèå è âû÷èñëèòåëüíûé ýêñïåðèìåíò ýëåìåíòû, ñàìîìó, íî ýòî äîñòàòî÷íî òðóäîåìêî, òàê ÷òî íå âñÿêîìó ïîä ñèëó. Ìîæíî ïîïðîáîâàòü íàéòè ÷óæóþ ïðîãðàììó, íî áåäà â òîì, ÷òî èñêàòü-òî íåãäå. Íåò àíàëîãà øêîëüíîé áèáëèîòåêè äëÿ ïðîãðàììíûõ ïðîäóêòîâ. Ðàññ÷èòûâàòü íà èñïîëüçîâàíèå ïðîôåññèîíàëüíûõ ïðîãðàììíûõ ñðåä äëÿ ïðîâåäåíèÿ âû÷èñëèòåëüíîãî ýêñïåðèìåíòà íå ïðèõîäèòñÿ - âî-ïåðâûõ, îíè î÷åíü äîðîãè, âî-âòîðûõ, òðåáóþò çíà÷èòåëüíûõ ìàøèííûõ ðåñóðñîâ, à â-òðåòüèõ, êàêîé íîðìàëüíûé ÷åëîâåê áóäåò îñâàèâàòü ãîðû òåõíè÷åñêîé äîêóìåíòàöèè, äëÿ òîãî ÷òîáû ïîêàçàòü øêîëüíèêó, êàê ìîäåëèðóåòñÿ ìåõàíè÷åñêèé ìàÿòíèê íà âû÷èñëèòåëüíîé ìàøèíå?  êà÷åñò