Прикладные задачи компьютерного моделирования 10 кл
advertisement
«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
