Тема: cтворення й опрацювання моделей на прикладах задач з біології в різних програмних середовищах.

Мета: закріпити поняття комп’ютерної моделі та комп’ютерного моделювання, повторити алгоритм побудови моделі, навчити використовувати раніше вивчені програмні середо­вища для створення та опрацювання побудованих моделей. По завершенню вивчення теми учень

• пояснює:
  • зміст понять комп’ютерна модель та комп’ютерний експеримент;
  • поняття предметної галузі;
  • поняття сутності, атрибута, ключа;
  • типи зв’язків;
• описує:
  • побудову моделі «сутність – зв’язок»;
  • різновиди ключів;
  • види комп’ютерних моделей;
  • основні етапи комп’ютерного моделювання;
• уміє:
  • конкретизувати й уточнювати задачі моделювання;
  • встановлювати та описувати взаємозалежності між параметрами моделі;
  • добирати або розробляти метод одержання потрібних результатів;
  • за вибраним методом складати детальний план розв’язуваня задачі, розробляти алгоритм одержання результатів;
  • добирати засоби реалізації моделі на компютері;
  • створювати моделі в різних програмних середдовищах.

1. Організаційний момент.
2. Актуалізація опорних знань.
3. Мотивація навчальної діяльності.
4. Інструктаж з ТБ.
5. Вивчення нового матеріалу.
6. Закріплення вивченого матеріалу.
7. Підбиття підсумків уроку.
8. Домашнє завдання.

Хід уроку

1. Організаційний момент
Привітання з класом, перевірка готовності до уроку. Перевірка присутності учнів.

2. Актуалізація опорних знань.

1. Розділіть моделі на матеріальні й інформаційні:
   • рисунок піраміди;
   • накреслений план школи;
   • формула площі прямокутника;
   • нотний запис пісні;
   • макет забудови ділянки;
   • кулінарний рецепт;
   • хімічна формула;
   • модель літака;
   • модель атома;
   • запис шахової партії;
   • проведення фізичного досліду;
   • рівняння хімічної реакції;
   • опудало птаха;
   • сценарій проведення свята;
   • фотографія місцевості;
   • глобус.
2. За призначенням розрізняють моделі навчальні, дослідні, науково-технічні, імітаційні та інші. Які сфери застосування кожної з них?
3. За фактором часу розрізняють моделі статичні й динамічні. У чому різниця між ними?
4. За способом реалізації моделі поділяють на два види — матеріальні та інформаційні. У чому різниця між ними?
5. Що таке комп’ютерна модель?
6. Основні етапи комп’ютерного моделювання такі:
   1. Постановка задачі та її аналіз.
   2. Побудова інформаційної моделі.
   3. Розробка методу й алгоритму дослідження моделі.
   4. Розробка комп’ютерної моделі.
   5. Проведення комп’ютерного експерименту.
   У чому полягає їхня суть?
7. За способом подання інформації інформаційні моделі поділяють на: словесні, графічні, структурні, алгоритмічні, розрахункові, спеціальні. Подайте приклади.

Розповідають, що в XIX столітті один німецький студент закохався у дівчину й вирішив подарувати їй дуже коштовний подарунок — залізну обручку. Залізо для цієї обручки юнак хотів хімічним шляхом отримати із власної крові. Цікаво, який об'єм крові знадобився би для виготовлення обручки масою 5 гр, якщо в середньому в 1 см³ крові людини міститься 0,5 мг заліза? Виявляється 10 літрів.

Протягом уроку розглянемо приклади побудови і опрацювання моделей для задач з біології, які так чи інакше пов'язані з кров'ю.

4. Інструктаж з ТБ
5. Вивчення нового матеріалу

При розв'язуванні задач будемо діяти за таким планом (можливо, лише проговорюючи усно деякі моменти, про які часто навіть не задумуються):

1. Ознайомитися з умовою задачі або чітко сформулювати її.

2. Проаналізувати умову задачі, тобто знайти відповіді на такі питання:

   • Що дано?
   • Що потрібно визначити?
   • При яких припущеннях?
   • У якому вигляді потрібно (доречно, найкраще) подати результати?
   • За яких умов можна отримати результати?
   • Які результати вважати правильними?

3. Передбачити розв'язання задачі з допомогою комп'ютера. Розв'язання задачу необхідно підготувати до втілення його програмою: підібрати формули, встановити порядок виконання дій тощо. Для алгоритмічно складних задач потрібно сформулювати розв'язання у вигляді, зручному для перекладу алгоритмічною мовою.

4. Визначити метод розв'язання задачі, від чого залежить, яку програму доцільно буде використати.

5. Розробити алгоритм на основі обраного методу

6. Втілити алгоритм за допомогою програмного забезпечення.

7. Протестувати й налагодити програму (електронний документ).

8. Провести остаточні розрахунки, проаналізувати отримані результати.

Задача 1. Визначити кількість енергії, витраченої у процесі написання контрольної роботи учнем масою m кілограм протягом 45 хвилин, якщо під час письма на 1 кг маси учень витрачає 6,3 кДж енергії за 1 годину.

Задача 2. Cерце людини перекачує 5 літрів крові за хвилину під час сну, а під час важкої фізичної праці у 5 разів більше. Розрахувати об’єм крові, який перекачує серце за 2 години фізичної праці і 8 годин сну?

const
v2=5;    {об'єм крові за 1 хв під час сну}
v1=5*v2; {об'єм крові за 1 хв під час праці}
t1=2;    {час у годинах фізичної праці}
t2=8;    {час у годинах сну}
BEGIN
writeln('Об''єм крові у літрах за ',t1,' годин праці: ',v1*t1*60);
writeln('Об''єм крові у літрах за ',t2,' годин cну:   ',v2*t2*60);
END.

6. Закріплення вивченого матеріалу
Розв'язання завдань 3–6 записати у теку Ваше прізвище у місці, вказаному вчителем. У разі потреби отримувати консультацію у вчителя.

Задача 3. На один кілограм маси тіла підлітка добова норма білка становить 1,5 г, а під час занять спортом вона зростає на 20%. В середовищі редактора векторної графіки (наприклад, LibreOffice Draw) зобразити алгоритм розрахунку добової норми білку для учня масою m. Врахувати можливість відвідування урока фізкультури в цей день.

Задача 4. В чистому житловому приміщенні в 1 м³ повітря нараховують 20 тисяч мікробів, у шкільному класі до початку занять — у 130 разів більше. У класі після уроків їх у 5 разів більше, ніж до занять, а на вулиці — у 4 рази менше, ніж у житловому приміщенні. Обчислити, скільки мікробів у класі та на вулиці?

Задача 5. Повний кругообіг крові у дорослої людини зійснюється за 25 секунд, у дитини — за 15 секунд, у підлітка — за 18 секунд. Обчислити, скільки разів пройде кров по тілу за 1 годину, за 6 годин, за 12 годин та за добу.

Задача 6. Алкоголь не впливає на синаптичну передачу імпульсів. Але він ыстотно збільшує швидкість загибелі нейронів приблизно до 33000 на кожні 100 грам вжитого спирту. За поданими нижче прикладами розрахувати, скільки може бути зруйновано нейронів у людини, яка вживає різні види алкоголю за один день, за місяць, за рік. Результати досліджень подати презентацією у середовищі LibreOffice Impress.

7. Підбиття підсумків уроку
Перевірка виконання завдань. Виставлення оцінок.

8. Домашнє завдання
Задача 7. Довжина сперматозоїда 60 мкм. Для запліднення яйцеклітини йому необхідно пропливти відстань, яка в середньому дорівнює 10 см. Якій відстані для пловця зростом 1 метр 80 см це пропорційно?

Текст упорядкувала Гнатюк Тетяна Михайлівна, вчитель гімназії № 237 Дарницького району міста Києва, під час виконання випускної роботи на курсах підвищення кваліфікації з 06.10.2014 по 24.10.2014.