Людство в своїй діяльності (наукової, освітньої, технологічної, художньої) постійно створює і використовує моделі навколишнього світу. Суворі правила побудови моделей сформулювати неможливо, однак людство накопичило багатий досвід моделювання різних об'єктів і процесів.
Моделі дозволяють представити в наочній формі об'єкти і процеси, недоступні для безпосереднього сприйняття (дуже великі або дуже маленькі об'єкти, дуже швидкі або дуже повільні процеси і ін.). Наочні моделі часто використовуються в процесі навчання. В курсі географії перші уявлення про нашу планету Земля ми отримуємо, вивчаючи її модель - глобус, в курсі фізики вивчаємо роботу двигуна внутрішнього згоряння за його моделі, в хімії при вивченні будови речовини використовуємо моделі молекул і кристалічних решіток, в біології вивчаємо будову людини по анатомічним муляжів і ін.
Моделі відіграють надзвичайно важливу роль в проектуванні і створенні різних технічних пристроїв, машин і механізмів, будівель, електричних ланцюгів і т. Д. Без попереднього створення креслення неможливо виготовити навіть просту деталь, не кажучи вже про складному механізмі.
В процесі проектування будівель і споруд крім креслень часто виготовляють макети. В процесі розробки літальних апаратів поведінку їх моделей в повітряних потоках досліджують в аеродинамічній трубі.
Розробка електричної схеми обов'язково передує створенню електричних ланцюгів і так далі.
Розвиток науки неможливо без створення теоретичних моделей (теорій, законів, гіпотез та ін.), Що відображають будову, властивості і поведінку реальних об'єктів. Створення нових теоретичних моделей іноді докорінно змінює уявлення людства про навколишній світ (геліоцентрична система світу Коперника, модель атома Резерфорда-Бора, модель Всесвіту, модель генома людини та ін.). Адекватність теоретичних моделей законам реального світу перевіряється за допомогою дослідів і експериментів.
Все художня творчість фактично є процесом створення моделей. Наприклад, такий літературний жанр, як байка, переносить реальні відносини між людьми на відносини між тваринами і фактично створює моделі людських відносин. Більш того, практично будь-який літературний твір може розглядатися як модель реального людського життя. Моделями, в художній формі відображають реальну дійсність, є також живописні полотна, скульптури, театральні постановки та ін.
Моделювання - це метод пізнання, що складається в створенні і дослідженні моделей.
Кожен об'єкт має велику кількість різних властивостей. У процесі побудови моделі виділяються: головні, найбільш істотні для проведеного дослідження властивості. У процесі дослідження аеродинамічних якостей моделі літака в аеродинамічній трубі важливо, щоб модель мала геометрична подібність оригіналу. Неважливий, наприклад, її колір. При побудові електричних схем - моделей електричних ланцюгів - необхідно враховувати порядок підключення елементів ланцюга один одному, але не важливо їх геометричне розташування відносно один одного і так далі.
Різні науки досліджують об'єкти і процеси під різними кутами зору і будують різні типи моделей.
Модель - це такий собі новий об'єкт, який відображає суттєві особливості досліджуваного об'єкта, явища або процесу.
Ніяка модель не може замінити сам об'єкт. Але при вирішенні конкретної задачі, коли нас цікавлять певні властивості досліджуваного об'єкта, модель виявляється корисним, а часом і єдиним інструментом дослідження.
Використання комп'ютера на уроках інформатики дозволяє широко використовувати моделювання для створення і дослідження моделей.
Існують різні шляхи побудови комп'ютерних моделей, в тому числі:
• створення комп'ютерної моделі в формі проекту на одній з мов програмування;
• побудова комп'ютерної моделі з використанням електронних таблиць або інших додатків: систем комп'ютерного креслення, систем управління базами даних і т. Д.
Я пропоную розглянути вивчення процесу моделювання за допомогою середовища електронних таблиць Ехсеl на уроках в 9 класах.
Вивчення теми я пропоную почати зі знайомства з основними поняттями моделювання. Матеріал даних занять краще оформити у вигляді презентації. Витяги з презентації наводяться нижче.
Наступний блок уроків полягає в організації навчальної діяльності для формування і розвитку дослідницьких навичок учнів і створення умов для освоєння технології моделювання в середовищі табличного процесора на прикладі вирішення завдань з різних областей.
Найчастіше електронні таблиці використовуються в задачах для отримання розрахункових відомостей, кошторисів, довідок, списків, тобто в області діловодства.
Однак ЕТ можуть виявитися корисними і для наукових цілей, За допомогою електронних таблиць можна проводити обчислювальні експерименти. Я учням запропонувала провести обчислювальний експеримент, в якому необхідно було отримати прогноз поведінки досліджуваної системи. У ставок запускають мальків риб. Яка кількість риб буде в ставку протягом 10 років при різному початковому кількості їх запуску.
Результати розрахунків учні отримують в ході експериментів на комп'ютерах. Ось кілька таблиць з результатами таких розрахунків:
Підведення результатів моделювання можна поставити учням як домашнє завдання.
Залежно від спрямованості класу і рівня підготовки школярів можна розглянути моделювання однієї з трьох завдань:
• Дослідження руху тіла, кинутого під кутом до горизонту.
• Побудова біоритмів людини.
• Ремонт в квартирі.
Програмуючи зі старшокласниками, я намагаюся підбирати завдання, які використовували б життєвий досвід учнів, що призводить до створення реальних моделей. Таке моделювання сприяє розвитку творчих навичок учнів, дає уявлення про рівень використання комп'ютера в рішення реальних завдань.