Пояснительная записка Место данного курса в образовательном процессе icon

Пояснительная записка Место данного курса в образовательном процессе


Смотрите также:
Программа элективного курса, 68 часов в год (2 ч/нед.). 10-й класс Пояснительная записка...
Пояснительная записка | 6' I...
Место курса в образовательном процессе...
Методические рекомендации для студентов по курсу «Психология рекламы»...
Пояснительная записка к программе учебного курса...
Пояснительная записка. Тематический план. Содержание курса. Контрольные вопросы...
Программа География. Материки и океаны (7 класс, 68 часов) Пояснительная записка...
Пояснительная записка Материалы для рабочей программы составлены на основе: федерального...
Пояснительная записка Рабочая программа составлена на основе : федерального компонента...
Пояснительная записка требования к студентам...
Пояснительная записка требования к студентам...
Пояснительная записка 1 Место курса в профессиональной подготовке выпускника...



Загрузка...
скачать

СОГЛАСОВАНО

Решением методического совета МОУ СОШ № 4

протокол № ____

«___» __________ 20__ г.




УТВЕРЖДАЮ

Директор МОУ СОШ № 4

__________ Н.А. Никулина

«___» ___________ 20___ г.




Компьютерное математическое моделирование


Пояснительная записка


Место данного курса в образовательном процессе

Учебный курс «Компьютерное математическое моделирование» предназначен для изучения в старших классах профильной школы. Курс является элек­тивным, ориентированным на изучение в классах физико-математического и информационно-технологического профилей.

Курс «Компьютерное математическое моделирование» является преемствен­ным по отношению к базовому курсу информатики, обеспечивающему требования к ее изучению в основной школе. При планировании и созда­нии курса авторы учитывают, что раздел «Компьютерное математическое моделирование» становится одним из ведущих в изучении информатики на стар­шей ступени школы.

В ходе изучения курса будут расширены знания учащихся в тех пред­метных областях, на которых базируются изучаемые системы модели, что позволит максимально реализовать межпредметные связи, послужит средством профессиональной ориентации и будет служить целям профилизации обучения на старшей ступени школы.


^ Содержание курса

Данный раздел углубляет содержательную линию моделиро­вания в курсе информатики. В нем изучается математическое моделиро­вание в его компьютерной реализации при максимальном использовании межпредметных связей информатики и универсальной методологии мо­делирования. Овладение основами компьютерного математического мо­делирования поможет учащимся углубить научное мировоззрение, раз­вить творческие способности, а также выбрать будущую профессию. Данный раздел является преемственным по отношению к первому разделу, в котором речь также идет об информационном моделировании, но с позиций представ­ления информации, в то время как второй раздел посвящен в основном ее математической обработке.

При изучении раздела будут расширены математические знания и навыки учащихся. В частности, будут рассмотрены некоторые задачи оп­тимизации, элементы математической статистики и моделирования слу­чайных процессов.

В ходе выполнения практических заданий по разделам курса учащиеся разовьют навыки работы с современными средствами ин­формационных технологий: табличным процессором, реляционной СУБД, математическим пакетом MathCAD, познакомятся с элемента­ми офисного программирования.

Составной частью курса является подготовка реферата по одной из проблем, затронутых в курсе, а также выполнение и защита проекта. При подборе материалов для реферата учащимся рекомендуется исполь­зование ресурсов Интернета, для его оформления потребуется работа с текстовым процессором Word и иными средствами пакета MS Office. Защиту проекта рекомендуется проводить с использованием презента­ции, созданной средствами Power Point.


^ Цели курса: Цель курса - расширить представления обучающихся о моделировании как методе научного познания, ознакомить с использованием компьютера как средства познания и научно-исследовательской деятельности. Данный курс углубляет содержательную линию моделирования в курсе информатики. В нем изучается математическое моделирование в его компьютерной реализации при максимальном использовании межпредметных связей информатики и универсальной методологии моделирования. Овладение основами компьютерного математического моделирования позволит учащимся углубить научное мировоззрение, развить творческие способности, а также поможет в выборе будущей профессии. Данный раздел является преемственным по отношению к первому разделу, в котором речь также идет об информационном моделировании, но с позиций представления информации, в то время как второй раздел посвящен в основном ее математической обработке.

В ходе изучения курса должны быть расширены математические знания и навыки учащихся. В частности, рассматриваются некоторые задачи оптимизации, элементы математической статистики и моделирования случайных процессов.

^

Общее развитие и становление мировоззрения учащихся.


Занятие моделированием выполняет развивающую функцию, поскольку в ходе этих занятий учащиеся продолжают и углубляют знакомство с одним из важнейших методов познания окружающей действительности – методом компьютерного моделирования.

В ходе работы с компьютерными моделями приобретаются новые знания, умения, навыки. Некоторые ранее полученные при изучении информатики и других школьных предметов сведения конкретизируются и систематизируются, рассматриваются под другим углом зрения.
^

Овладение моделированием как методом познания.


Значительный упор в курсе сделан на выработку общего методологического подхода к построению компьютерных моделей и работе с ними. Необходимо

  • продемонстрировать, что моделирование в различных областях знаний имеет схожие черты, зачастую для различных процессов удается получить очень близкие модели;

  • выделить преимущества и недостатки компьютерного эксперимента по сравнению с экспериментом натурным;

  • показать, что и абстрактная модель, и компьютер предоставляют возможность познавать окружающий мир, управлять им в интересах человека.
^

Выработка практических навыков компьютерного моделирования.


На примере ряда моделей из различных областей науки и практической деятельности необходимо проследить все этапы компьютерного моделирования с исследования моделируемой предметной области и постановки задачи до интерпретации результатов, полученных в ходе компьютерного эксперимента, показать важность и необходимость каждого звена. При решении конкретных задач следует выделять и подчеркивать соответствующие этапы работы с моделью. Решение данной задачи предполагает поэтапное формирование практических навыков моделирования, для чего служат учебные задания с постепенно возрастающим уровнем сложности и компьютерные лабораторные работы.
^

Преодоление предметной разобщенности, интеграция знаний


В рамках курса изучаются модели из различных областей науки, всякий раз с привлечением математики, что делает курс интегрированным. Для того чтобы понять суть изучаемого явления, правильно интерпретировать полученные результаты, необходимо не только владеть соответствующей терминологией, но и ориентироваться в той области знаний, где проводится модельное исследование.

Реализация межпредметных связей в данном курсе не только декларируется, как это иногда бывает в других дисциплинах, но является основой для освоения учебного материала.
^

Развитие и профессионализация навыков работы с компьютером.


Перед учащимися ставится задача не только реализовать на компьютере предложенную модель, но и наиболее наглядно, в доступной форме, с помощью графиков и диаграмм, отобразить полученные результаты. Разработанные учащимися программы должны обладать адекватным интерфейсом, вести диалог с пользователем. Все это предполагает дополнительные требования к знаниям и умениям в области алгоритмизации и программирования, приобщает к более полному изучению возможностей современных систем программирования (в частности, весьма популярного в мире, так называемого, офисного программирования).

 

Формы и методы обучения

Основными формами учебной работы являются:

  • лекционные занятия;

  • теоретическое решение задач;

  • практические лабораторные работы, выполняемые на компьютере;

  • выполнение проектных заданий;

  • работа над рефератами;

  • защита рефератов и проектов.

В плане по изучению данной части курса, время, отводимое на теоретические и практические занятия делиться, приблизительно, поровну. К теоретической форме занятий относятся лекции и теоретическое решение задач (без выполнения на компьютере). Практическая часть – выполнение лабораторных работ, проектных заданий. Работа над рефератами осуществляется учащимися во внеурочное время.

Содержание лекций ориентируется учителем на содержание параграфов учебного пособия. В то же время, это не обязательно должен быть дословный пересказ параграфов. Там, где возможно, лекция не должна носить лишь форму монолога учителя. Как можно чаще следует использовать форму диалога с учениками, обсуждения, совместного решения проблем. Теоретические задачи – это те задания, которые приводятся в конце параграфов в учебнике. Решение их должно обсуждаться совместно всем классом.

Лабораторные работы, выполняемые на компьютере, делятся на общие и индивидуальные. На общих заданиях ученики отрабатывают определенные приемы работы. Индивидуальные задания носят творческий характер.

Индивидуальные задания связаны с выполнением проектов. Проект может выполнять как один отдельный ученик, так и группа из двух – трех (не более) человек. Вопрос о распределения проектов решает учитель. Необходимым моментом организации работы над проектами является общение между учениками. Наиболее удачно продвигающиеся работы полезно демонстрировать всем по ходу их выполнения. Такой пример поможет решить проблемы со своими проектами тем ученикам, у которых возникли затруднения.

Составной частью курса является подготовка реферата по одной из проблем, затронутых в курсе. При подборе материалов для реферата учащимся рекомендуется использование ресурсов Интернет, для его оформления потребуется работа с текстовым процессором Word и иными средствами пакета MS Office. Защиту реферата и проекта рекомендуется проводить с использованием презентации, созданной средствами Power Point.
^

ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ПОДГОТОВКИ


По окончании изучения данного раздела курса учащиеся должны

знать:

  • содержание понятий «модель», «информационная модель»» «компьютерная математическая модель»;

  • виды абстрактных (информационных) моделей;

  • этапы компьютерного математического моделирования их содержание;

  • цели математического моделирования;

  • требования, предъявляемые к компьютерным математиче­ским моделям;

  • возможные подходы к классификации математических моделей;

  • отличие натурного (лабораторного) эксперимента от компь­ютерного (численного);

  • состав инструментария компьютерного математического моделирования;

  • возможности табличного процессора Excel в реализации математического моделирования;

  • графические возможности ТП Excel;

  • возможности системы MathCAD в реализации компьютер­ных математических моделей;

  • математические формулировки изученных моделей;

  • специфику компьютерного математического моделирова­ния в экономическом планировании; примеры содержатель­ных задач из области экономического планирования, решаемых методом компьютерного моделирования;

  • постановку задач, решаемых методом линейного програм­мирования;

  • постановку задач, решаемых методом динамического про­граммирования;

  • основные понятия теории вероятности, необходимые для реализации имитационного моделирования: случайная ве­личина, закон распределения случайной величины, плот­ность вероятности распределения, достоверность результата статистического исследования;

  • способы получения последовательностей случайных чисел с заданным законом распределения;

  • постановку задач, решаемых методом имитационного мо­делирования в теории массового обслуживания;

уметь:

  • приводить примеры, иллюстрирующие понятия «модель», «информационная модель», «компьютерная математиче­ская модель»;

  • приводить примеры содержательных задач, при решении которых применяются компьютерные математические моде­ли, и при этом преследуются разные цели моделирования;

  • применять схему компьютерного эксперимента при реше­нии содержательных задач, где возникает потребность в компьютерном математическом моделировании;

  • приводить примеры задач разных классов при классифи­кации моделей по целям моделирования;

  • отбирать факторы, влияющие на поведение изучаемой си­стемы, выполнять ранжирование этих факторов;

  • строить модели изучаемых процессов;

  • выбирать программные средства для исследования постро­енных моделей;

  • подбирать наборы тестовых данных для анализа правиль­ности разработанных программ;

  • анализировать полученные результаты и исследовать ма­тематическую модель при различных наборах параметров, в том числе граничных или критических;

  • использовать простые оптимизационные экономические модели;

  • строить простейшие модели систем массового обслужива­ния и интерпретировать полученные результаты.

  • реализовывать простые математические модели на ЭВМ, создавая алгоритмы и программы на языке Visual Basic;

  • пользоваться возможностями ТП Excel для проведения не­сложных математических расчетов и иллюстрирования результатов математического моделирования графиками и столбчатыми диаграммами;

  • пользоваться средством «Поиск решения» ТП Excel для решения задач линейного и нелинейного программирова­ния;

  • пользоваться системой MathCAD для проведения неслож­ных математических расчетов, графического иллюстриро­вания результатов моделирования;

  • пользоваться системой MathCAD для решения задач ли­нейной и нелинейной оптимизации.
^

ПОУРОЧНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ ИЗУЧЕНИЯ РАЗДЕЛА
«КОМПЬЮТЕРНОЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ» (34 ч)


урока

Тема урока

^ Виды учебной деятельности

1

Основные понятия и принци­пы моделирования. Моделиро­вание и компьютеры

Лекция.

Распределение тем рефератов по раз­делу «Введение в моделирование»

2

Компьютерное математическое моделирование, его этапы

Лекция

3

Введение в моделирование

Защита рефератов

4

Инструментарий компьютер­ного математического модели­рования. Решение математи­ческих задач с помощью ТП Excel

Лекцияi.

Распределение тем рефератов по раз­делу «Инструментарий компьютерно­го математического моделирования»

5

Решение математических за­дач с помощью ТП Excel

Практическое занятие. Начало вы­полнения лабораторной работы № 1

6

Построение графиков зависи­мостей между величинами в ТП Excel

Лекция.

Продолжение выполнения лаборатор­ной работы № 1

7

Система математических рас­четов MathCAD

Лекция.

8

Система математических рас­четов MathCAD

Завершение выполнения лаборатор­ной работы № 1

9

Инструментарий компьютер­ного математического модели­рования

Защита рефератов

10

Постановка задач оптимально­го планирования. Линейное программирование — введение

Лекция.

Распределение тем рефератов по раз­делу «Оптимальное планирование»

11

Общая формулировка и суще­ствование решения задач ли­нейного программирования

Лекция

12

Геометрическое решение за­дач линейного программиро­вания

Начало выполнения лабораторной работы № 2 (задание 1)

13

Симплекс-метод

Лекция

14

Симплекс-метод

Решение задач (в «бескомпьютерном» варианте)

15

Алгоритмическая реализация симплекс-метода

Лекция

16

Алгоритмическая реализация симплекс-метода

Практическое занятие (разбор и трассировка алгоритма симплекс-ме­тода)

17

Алгоритмическая реализация симплекс-метода

Продолжение выполнения лаборатор­ной работы № 2 (задание 2)

18

Понятие о нелинейном про­граммировании

Лекция

19

Оптимальное планирование

Защита рефератов

20

Использование средства «По­иск решения» табличного процессора Excel для решения задач линейного и нелинейно­го программирования

Лекция

21

Использование средства «По­иск решения» табличного процессора Excel для решения задач линейного и нелинейно­го программирования

Продолжение выполнения лабора­торной работы № 2 (задание 3)

22

Использование системы MathCAD для решения задач ли­нейного и нелинейного про­граммирования

Продолжение выполнения лаборатор­ной работы № 2 (задание 4)

23

Программная реализация симплекс-метода в УВА

Лекция.

Практическое занятие по трассиров­ке алгоритма

24

Решение задач линейного программирования в VBA

Завершение выполнения лаборатор­ной работы № 2 (задание 4)

25

Динамическое программиро­вание

Лекция

26

Алгоритмическая реализация метода динамического про­граммирования

Лекция.

Практическое занятие (разбор и трассировка алгоритма)

27

Решение задач динамического программирования

Начало выполнения лабораторной работы № 3 (задание 1)

28

Реализация алгоритма дина­мического программирования в VBA. Решение задач дина­мического программирования

Лекция.

Завершение выполнения лаборатор­ной работы № 3 (задание 2)

29

Понятие о моделях многокри­териальной оптимизации

Лекция

30

Принципы имитационного моделирования. Введение в математический аппарат ими­тационного моделирования

Лекция.

Распределение тем рефератов по теме «Компьютерное имитационное моде­лирование»

31

Введение в математический аппарат имитационного моде­лирования. Случайные числа и их распределение

Лекция. Решение задач

32

Пример моделирования систе­мы массового обслуживания с помощью VBA

Лекция. Решение задач

33

Моделирование системы мас­сового обслуживания с помо­щью VBA

Выполнение лабораторной работы
№ 3

34

Зачетное занятие

Защита рефератов по теме «Компью­терное имитационное моделирова­ние».

Подведение итогов курса



СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:



  1. Семакин И.Г., Хеннер Е.К. Информационные системы и модели. Элективный курс: Учебное пособие. – М.:БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005.

  2. Семакин И.Г., Хеннер Е.К. Информационные системы и модели. Элективный курс: Методическое пособие. – М.:БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006.

  3. Семакин И. Г., Хеннер Е. К. Информационные системы и Модели. Элективный курс: Практикум. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006.

i





Скачать 141,58 Kb.
оставить комментарий
Дата10.10.2011
Размер141,58 Kb.
ТипПояснительная записка, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх