Компьютерные модели презентация

Содержание

«Если человеку каждый раз, столкнувшись с очередной жизненной задачей, приходилось бы с нуля решать ее, то едва ли прогресс человечества достиг бы сегодняшних высот.

Слайд 2«Если человеку каждый раз, столкнувшись с очередной жизненной задачей, приходилось бы

с нуля решать ее, то едва ли прогресс человечества достиг бы сегодняшних высот.
Разумеется, каждый человек и общество в целом опирается на опыт предшествующих поколений»

Слайд 3Эта цитата из учебника «Информатика 10 - 11» авторов

А. Г. Гейн, А. И. Сенокосов, Н. А. Юнерман является главной отправной точкой представляемой здесь работы
Цель этой работы — рассказать как, используя материалы учебника, мы выстраиваем единую линию в изучении темы «Компьютерные модели» в 6 классе МБОУ — лицей №4 г. Краснодар

Слайд 4Заметим, что в первой четверти учащиеся знакомились с электронными таблицами


Во второй четверти изучался теоретический материал по теме « Моделирование»
На тему «Компьютерные модели» отводится 8 часов в течение третьей учебной четверти.

Слайд 5Учащиеся понимают значения терминов модель и моделирование


Могут рассказать о видах моделей и привести примеры
Знают этапы решения задач с применением компьютера
Знакомы с понятием «адекватность модели»

Слайд 6В процессе изучения темы «Компьютерные модели»

ученики выполняют практические работы, логическим завершением которых являются задача о разумном подходе к потреблению природных ресурсов
Решая задачу «Прирост массы растений»,дети постепенно уточняют и совершенствуют модели, последовательно переходя от одной модели к другой

Слайд 7




«Прирост

массы растений»

Модель неограниченного роста

Модель ограниченного роста






Модель потребления возобновляемых ресурсов





Слайд 8Вспомогательная задача: «Рост числа фазанов»


Слайд 9Сформулируем задачу
В 1937 г. на остров Протекшн завезли 8 фазанов.
Никто

на этих фазанов не охотился (ни люди, ни звери), корма и воды было вдоволь, и через год фазанов стало 26, а ещё через год их было 83
Сколько будет фазанов через заданное число лет?

Слайд 10I Постановка задачи
Выделим существенные факторы

Окружающая среда выступает как регулятор прироста количества

фазанов. Факторов, влияющих на жизнь фазанов много и все их учесть в принципе невозможно.

Поэтому условимся рассматривать воздействие окружающей среды на численность популяции фазанов как
черный ящик



Слайд 11


Численность фазанов
на начало года
Число фазанов по прошествии года
Вход
Выход


Слайд 12Естественно также предположить,
что прирост числа фазанов через год
пропорционален уже

имеющемуся
количеству особей.

Таким образом, мы выделяем два существенных фактора:
Начальное количество особей — М0
Коэффициент прироста за 1 год — К



Слайд 13I I Создание математической модели
Число фазанов по истечению n лет
обозначим

Mn , тогда прирост за
один год составит
Mn+1 — Mn или К* Mn
Установим связь между параметрами
модели:
Mn +1 = Mn *(К+1)‏
Построенную модель называют
моделью неограниченного роста



Слайд 14 Проверим, является ли эта модель адекватной?

Напомним, что модель адекватна рассматриваемому объекту (про цессу или явлению), если при решении задачи она дает удовлетворительные результаты.
Используя исходные данные задачи, вычислим значение коэффициента прироста К=(26-8)/8=2,25
Найдем число фазанов по истечении первого и второго года
При n=0 М1=8*(2,25+1)=26
При n=1 М2=26*(2,25+1)=84,5
Полученный результат можно признать удовлетворительным.



Слайд 15I I I Компьютерная модель


Слайд 16Сделаем выводы
Мы построили
модель неограниченного роста.
Легко заметить, что численность особей растет в

геометрической прогрессии, с учетом исходного предположения о том, что действие окружающей среды сказывается только на скорости прироста фазанов.

Нетрудно предположить, что применить эту модель можно для любых живых организмов.


Слайд 17Прирост массы растений
Модель неограниченного

роста



Слайд 18 Cформулируем задачу
Используя
модель неограниченного роста,
проследить за изменением массы
растений в двух климатических
зонах:

тундре и тайге

Слайд 19I Постановка задачи
Очевидно, что масса растений на
различных территориях будет
увеличиваться с разной

скоростью.
Будем использовать значения
коэффициента размножения,
экспериментально полученные
учеными — биологами для растений в
различных природных зонах.


Слайд 20
Пусть начальная масса растений на некотором участке в каждой из климатических

зон равнялась 1 тонне,
а значение коэффициента прироста для тундры и тайги составляет
0,6 и 1,8 соответственно.
Напомним два существенных фактора для решения задачи:

Начальная масса растений — М0 Коэффициент прироста за 1 год — К


Слайд 21I I Математическая модель
Будем использовать уже знакомую нам модель неограниченного

роста

Mn+1 = Mn *(К+1)‏


Слайд 22Планируемый эксперимент
Подготовим таблицу для записи результатов четырех компьютерных экспериментов.
Составим и запишем

в таблицу
свой прогноз

Слайд 23I I I Компьютерная модель Опыт 1


Слайд 24I V Компьютерный эксперимент Опыт 2


Слайд 25I V Компьютерный эксперимент Опыт 3


Слайд 26I V Компьютерный эксперимент Опыт 4


Слайд 27Занесем результаты компьютерного эксперимента в таблицу, сравним с прогнозом
Проанализируем и сделаем

выводы

Слайд 28В течение жизни одного поколения вся планета превратится в «зеленое море»

растений! Есть над чем призадуматься... Налицо нарушение фундаментального закона природы — закона сохранения массы. Видно не все удачно в построенной нами модели.
Принцип адекватности говорит еще и о том, что никакая модель не эквивалентна реальному объекту (процессу или явлению).




Слайд 29Модель неограниченного роста хорошо согласуется с практикой, пока масса живых организмов

остается достаточно малой.
В некоторых случаях это условие может выполняться годами и экспериментально опровергнуть такую модель бывает довольно трудно.

Слайд 30Продолжим работу над совершенствованием модели


Слайд 31Прирост массы растений
Модель ограниченного роста


Слайд 32Почему же, однажды родившись,
модели не живут вечно?


Некоторые из них исчезают, едва
появившись на свет.
Другие живут столетиями.
Но даже модели, построенные
лучшими умами человечества,
все равно сменяются другими.
Что управляет этой сложной жизнью
моделей?



Слайд 33Прежде всего: растут знания человека человека об окружающем мире, вот и

меняются модели.

И второе: смена модели может происходить и в силу того, что она не согласуется с более общими законами, открытыми человеком при исследовании природы и общества.


Слайд 34Конечно, ни при каких, даже самых благоприятных, условиях масса растений не

может превысить массу планеты.
Выдвинем предположение, что имеется екоторое предельное значение массы растений, «проживающих» на той или иной территории.
Так, ученые показали, что запас массы растений не может превосходить 20 т на гектар в полярной зоне и 350 т на гектар в лесной зоне.
Это означает, что рост растений ограничен.

Слайд 35И еще одно предположение: чем ближе масса растений к предельно допустимой,

тем меньшим становится коэффициент прироста К, так как сначала растения быстро набирают массу, а затем их рост замедляется.

Совершенствуя модель, ученые — биологи предложили использовать новую величину — коэффициент пропорциональности А

Слайд 36 Cформулируем задачу
Используя модель
ограниченного роста, проследить за
изменением массы растений

в двух
климатических зонах:
тундре и тайге.




Слайд 37I Постановка задачи
Существенных факторы:

Начальная масса растений — М0
Коэффициент прироста за 1

год — Кn
Предельное значение массы живых
организмов — L
Коэффициент пропорциональности — А


Слайд 38I I Математическая модель
Зададим связи между параметрами модели:
Коэффициент прироста

будет меняться по формуле
Кn=А*( L - Mn),
где коэффициент пропорциональности находится из соотношения
А= К/( L - M0).
Поэтому формула примет вид
Mn+1 = Mn + Mn *А*( L - Mn ).
Эту модель принято называть
моделью ограниченного роста.

Слайд 39Подготовим таблицу для записи результатов трех компьютерных экспериментов
Планируемый эксперимент


Слайд 40
Сравним новые результаты,
полученные при испытании
модели ограниченного роста
с результатами аналогичных

опытов, полученных при работе
с моделью неограниченного роста

Слайд 41I I I Компьютерная модель Опыт 3


Слайд 42Неограниченный рост (для сравнения)‏


Слайд 43I V Компьютерный эксперимент
Проанализируем результаты и сделаем выводы


Слайд 44Так как для решения задачи применяется модель ограниченного роста,
то наблюдается

ежегодное
уменьшение коэффициента прироста,
что не может не сказаться на величине массы растений.

Результаты первых двух опытов при относительно малых массах растений совпадают.

Результаты третьего эксперимента говорят о том, что наряду с увеличением массы растений стало наблюдаться замедление их роста.

Слайд 45З адачи управления


Слайд 46Сколько можно брать у природы?

Модель потребления возобновляемых ресурсов


Слайд 47Человек, познавая природу и общество, все активнее и шире вмешивается в

действие факторов, влияющих на функционирование этих систем. Влияние это, чаще сознательное, преследует цель — заставить систему функционировать нужным человеку образом, то есть управлять системой

Рассмотрим проблему добычи леса.
Лес относится к так называемым возобновляемым ресурсам. Возникает задача управления: сколько леса можно рубить ежегодно, чтобы обеспечить его нормальное воспроизводство?



Слайд 48За основу для решения задачи возьмем уже знакомую нам модель ограниченного

роста.
Отметим, что появился еще один существенный фактор — воздействие человека. Будем считать, что объем вырубаемого леса в течение года не меняется, поэтому формула изменится незначительно:
Mn+1 = Mn + Mn *А*( L - Mn ) - R,
где R — это объем вырубки.

Такую модель называют моделью потребления возобновляемых ресурсов



Слайд 49 Cформулируем задачу
Используя модель потребления
возобновляемых ресурсов,
найти оптимальный объем вырубки,
при

котором будет обеспечено его
нормальное воспроизводство.



Слайд 50I Постановка задачи
Решать задачу будем только для одной
климатической зоны — тайга



Существенных факторы:
Начальная масса растений — М0
Коэффициент прироста за 1 год — Кn
Предельное значение массы живых организмов — L
Коэффициент пропорциональности — А
Объем вырубки — R

Слайд 51I I Математическая модель
Удобно рассмотреть еще одну величину: ежегодный прирост

— Р

Зададим связи между параметрами модели:
Mn+1 = Mn + Mn *А*( L - Mn ) - R,
Коэффициент прироста будет меняться
по формуле
Кn=А*( L - Mn ),
где коэффициент пропорциональности
находится из соотношения
А= К/( L - M0)‏
Ежегодный прирост рассчитывается
по формуле Р= Mn *А*( L - Mn )‏

Слайд 52Подготовим таблицу для записи результатов четырех компьютерных экспериментов.
Построим графики изменения

массы древесины.

Планируемый эксперимент


Слайд 53I I I Компьютерная модель Опыт 1


Слайд 54I V Компьютерный эксперимент Опыт 2


Слайд 55Опыт 3


Слайд 56Опыт 4


Слайд 57Внесем полученные результаты в таблицу


Слайд 58Проанализируем полученные результаты и сделаем выводы

Для того чтобы, ресурсы возобновлялись и


уровень запасов древесины оставался равным начальному, можно производить ежегодную вырубку леса в объемах,
не превышающих 1 640 тонн


Слайд 59Успехов !


Слайд 60Примечание
Список литературы:
«Информатика 10 - 11» авторы:

А. Г. Гейн, А. И. Сенокосов, Н. А. Юнерман

Все фотографии, использованные в презентации, являются авторскими

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика