Embedded Files
Повторюємо:
Що таке модель об’єкта? У яких випадках і для чого використовуються моделі об’єктів?
Які види моделей ви знаєте? Наведіть приклади.
Які етапи побудови інформаційної моделі ви знаєте?
Теоретичний матеріал
Теоретичний матеріал
Навколишній світ складається з великої кількості об'єктів (живих істот, предметів), які виконують певні дії чи над якими можна виконати дії.
Інформацію про об'єкти і явища потрібно певним чином систематизувати і підготувати до опрацювання.
Це роблять за допомогою моделей і моделювання. Моделювання допомагає людині приймати обґрунтовані рішення та передбачати наслідки своєї діяльності.
Моделювання — метод дослідження та демонстрації об’єктів, функцій, процесів або явищ за допомогою їх спрощеної імітації.
Із поняттями моделювання й моделі людина знайомиться в дитинстві, бавлячись плюшевим ведмедиком, іграшковим автомобілем або лялькою. Коли дитина побачить у зоопарку справжнього ведмедя, вона впізнає його.
Моделювання є обов’язковим етапом багатьох наукових досліджень, оскільки створює можливість вивчати об’єкти та процеси, які неможливо безпосередньо спостерігати або відтворити експериментально.
Модель (від латин. modulus — зразок) — аналог (образ) будь-якого об’єкта, процесу або явища, що використовується як заміна оригіналу. Досліджуваний об’єкт, стосовно якого створюється модель, називають оригіналом (прототипом).
Кожен об’єкт має велику кількість різних властивостей. У процесі побудови моделі виділяються головні, найбільш суттєві властивості, що відповідають темі дослідження.
Навіщо створювати моделі?
Оригінала на момент дослідження може не існувати (наприклад, загиблий материк Атлантида або можлива «ядерна зима»).
Реально цей об'єкт не можна побачити цілком (наприклад, земну кулю, усю сонячну систему або атом).
Дослідник хоче побачити об'єкт, але не має можливості потрапити на місце його знаходження (наприклад: Ейфелева вежа).
Процес, який досліджується, небезпечний для життя (наприклад, ядерна реакція).
Залежно від мети дослідження параметрів для одного й того самого об’єкта, процесу або явища можуть бути створені різні моделі.
Людина: анатомічна модель; кравецький манекен; генетичний код; манекен для краш-тестів; обліковий запис в базі даних.
Фізика: механіка; термодинаміка; електростатика; електродинаміка; ядерна фізика; астрономія.
Економіка: встановлення ринкової рівноваги; інфляція; безробіття; діяльність фірми; системи масового обслуговування.
Соціологія: моделі життєвого циклу; розповсюдження інновацій; моделі теорії хаосу; синергетичні моделі.
Цікавий факт:
Миколай Коперник (1473–1543) побудував геліоцентричну модель Всесвіту, з якої випливає, що планети рухаються навколо Сонця певними орбітами. До моделі Коперника існувала інша модель, у якій припускалося, що планети й Сонце рухаються навколо Землі. Нині вчені користуються точнішою моделлю Сонячної системи, яка дає змогу обчислювати маси й закони руху планет.
Залежно від області застосування розрізняють такі моделі:
навчальні: тренажери, наглядні засоби, навчальні програми;
дослідні: моделі кораблів, літаків тощо для дослідження та покращення їх характеристик;
науково-технічні: наприклад, прилад для дослідження розряду блискавки або модель виверження вулкану;
ігрові: ділові, економічні ігри; імітаційні: виявлення впливу нового лікарського засобу на тваринах.
Основним завданням процесу моделювання є створення моделі, яка є найбільше наближеною до оригіналу та властивості якої відповідають меті дослідження.
Моделі можна класифікувати за різними ознаками:
призначення,
спосіб подання,
стан.
Матеріальні моделі (їх ще називають предметними, фізичними) відтворюють геометричні та фізичні властивості оригіналу й завжди мають реальне втілення. Приклади: іграшковий човник, лялька, шкільний фізичний прилад для демонстрації взаємодії електромагнітних полів, макет космічного корабля, аеродинамічна труба й ін.
Інформаційна модель — сукупність інформації, яка описує суттєві для розгляду властивості об’єкта і зв’язок між ними та досліджує можливий стан об’єкта в процесі зміни його властивостей.
Інформаційні моделі не мають матеріального втілення й будуються лише на інформації. Оскільки інформація, яка характеризує об’єкт або процес, може мати різний обсяг і форму подання, то розрізняють такі форми подання інформаційних моделей, як вербальна та знакова.
Вербальна (від латин. verbalis — усний) модель — опис об’єкта природною мовою. Приклади: закони механіки, що сформульовані у словесній формі, правила дорожнього руху, рецепт виготовлення страви тощо.
Знакова модель — інформаційна модель, виражена спеціальними знаками. Приклади: малюнки, тексти, графіки, схеми. За способом реалізації існують такі знакові моделі: графічні, математичні, комп’ютерні.
Графічні моделі призначено для наочного подання об’єктів, процесів, явищ. Приклади: карта місцевості, схема електричного кола, креслення геометричних фігур, функціональна схема комп’ютера.
Математична модель — це система математичних рівнянь, формул, числових множин, які описують деякі властивості реального об’єкта, процесу або явища. Багато задач із фізики, біології, хімії розв’язуються за допомогою рівнянь і нерівностей.
Комп’ютерне моделювання — процес створення інформаційних моделей комп’ютерними засобами.
Прикладом програмних засобів для реалізації інформаційних моделей є системи програмування, електронні процесори, математичні програмні засоби, системи управління базами даних, графічні редактори тощо.
Комп’ютерні моделі просто й зручно досліджувати. Вони забезпечують проведення обчислювальних експериментів, які у звичайних умовах реалізувати неможливо або досить складно.
Основними перевагами комп’ютерного моделювання є можливість багаторазового повторення тих самих дій; невисока вартість реалізації моделі; висока наочність візуалізації процесів, які виконуються в моделі; безпечність реалізації моделі; висока швидкість виконання дослідження; отримання результатів моделювання в зручному вигляді для аналізу.
Системи комп’ютерного моделювання застосовуються в різних сферах людської діяльності. Особливо розповсюдженими нині є комп’ютерні симулятори, які імітують управління якимось процесом, апаратним або транспортним засобом.
Цікаво
Комп'ютерне моделювання є основою багатьох наукових досліджень. У 2013 році Нобелівську премію з хімії отримали за розробку моделей складних хімічних систем.
Виконайте завдання
Пройдіть (за бажанням) WEB-квест МОДЕЛЮВАННЯ
Перевіряємо свій рівень знань
Перевіряємо свій рівень знань
(скриншот результату тесту прикріпіть у розділі Ваші роботи на платформі Google ClassRoom):
Виконайте завдання
Створити модель калькулятора, для розв'язання квадратних рівнянь засобами табличного процесора Excel (використайте умовне форматування, повідомлення «Немає коренів» - червона заливка; два різні корені – зелена заливка; два однакові кореня – жовта заливка).
Додатково: Створіть проєкт мовою програмування для комп’ютерного моделювання цієї задачі.
Завдання додому
1. Опрацювати теоретичний матеріал теми
2. Виконати вправу. З пункту À одночасно у протилежних напрямах виїхали два потяги. Дослідіть, через який час відстань між ними стане більша ніж 400 км залежно від їх швидкостей. Створіть для дослідження електронну таблицю і проект у середовищі візуального проектування. Збережіть електронну книгу та надішліть файл на поштову скриньку вчителя.
3. Засобами МS Office (слайд презентації PowerPoint) створити модель хімічної реакції:
Page updated
Google Sites
Report abuse