Программа элективного курса «Компьютерное моделирование»

Скачать 224.77 Kb.

Название	Программа элективного курса «Компьютерное моделирование»
Дата публикации	12.12.2014
Размер	224.77 Kb.
Тип	Программа

100-bal.ru > Информатика > Программа

«Рассмотрено»

Руководитель ШМО естественно-математического цикла

/Шайхуллина Г.И./ Ф.И.О

Протокол № _____

от«___ »____________2010 г

«Согласовано»

Заместитель директора по УВР

М.Х.Зарифуллина/

Ф.И.О

«___ »__________2010 г

«Утверждаю»

Директор школы МОУ СОШ с.Тумутук ____________/Б.С.Харрасов/

Ф.И.О
Приказ №____

от«___»___________2010 г

Программа элективного курса

«Компьютерное моделирование»
Ахбарова Азата Фанисовича

учитель информатики и ИКТ

второй квалификационной категории

по информатики и ИКТ в 9 класса

муниципального общеобразовательного учреждения

средней общеобразовательной школы села Тумутук
Рассмотрено на заседании

педагогического совета

протокол № ___________от

«_____»_____________2010 год

2010-2011 учебный год

Пояснительная записка

ЭЛЕКТИВНЫЙ КУРС «Компьютерное моделирование»
Пояснительная записка
Учебный курс «Компьютерное 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 моделирование» является преемственным по отношению к базовому курсу информатики и ИКТ, обеспечивающему требования образовательного стандарта для основной школы. При планировании и создании курса авторы учитывают, что раздел «Информационные системы и модели» 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 базируется изучаемые системы и модели, что позволяет максимально реализовать межпредметные связи, послужит средством профессиональной ориентации и будет служить целям профилизации обучения на старшей ступени школы.

Изучение курса обеспечивается учебно-методическим комплектом [1-3], включающим в себя учебное пособие для учащихся, компьютерный практикум и методическое пособие для учителя.
Содержание обучения
Среди многочисленных приложений современной информатики и информационных технологий в данном учебном курсе выделяются два:

информационные системы;
компьютерное математическое моделирование.

Поэтому курс состоит из двух частей, соответствующих двум главам учебника.
Часть 1. Моделирование и разработка информационных систем. Данный раздел курса углубляет содержательные линии моделирования и информационных технологий в школьной информатике. База данных — ядро любой информационной системы — рассматривается в качестве информационной модели соответствующей предметной области. Содержание обучения отталкивается от проблем, которые требуется решить.

Первая проблема — адекватное информационное отражение в базе данных реальной системы. В связи с этим рассматриваются основные этапы проектирования базы данных: системный анализ предметной области, построение инфологической модели, ее реализация в виде модели данных реляционного типа.

Вторая проблема — создание приложений, которые в совокупности с базой данных составляют информационно-справочную систему. Здесь внимание уделяется анализу потребностей пользователя, созданию гибкой и полной системы приложений (запросов, форм, отчетов), организации дружественного пользовательского интерфейса.

В конце раздела осваиваются элементы программирования приложений на языке Visual Basic for Application (VBA).

Часть 2. Компьютерное математическое моделирование. Данный раздел также 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 раздела будут расширены математические знания и навыки учащихся. В частности, будут рассмотрены некоторые задачи оптимизации, элементы математической статистики и моделирования случайных процессов.

Формы организации занятий — сочетание лекционных занятий с выполнением лабораторных работ по созданию баз данных, приложений, реализации компьютерных математических моделей. Используется метод проектов, позволяющий в максимальной мере развить навыки самостоятельной и исследовательской работы. Рекомендуется использовать написание рефератов по современным методам и средствам разработки информационных систем, по моделированию в наиболее актуальных разделах науки, по которым проведение практических занятий нецелесообразно на данном этапе обучения.

На лекционных и практических занятиях используется как объяснительно-иллюстративный и репродуктивный, так и частично-поисковый методы (в зависимости от учебного материала). При самостоятельном решении задач на лабораторных работах в основном используется поисковый метод. В процессе пополнения практических заданий по обоим 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 Интернет, 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.

Тематическое и поурочное планирование курса
ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН РАЗДЕЛА «МОДЕЛИРОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ» (35 Ч)

Информационные системы и системология (9 ч)

Понятие информационной системы; этапы разработки информационных систем. Основные понятия системологии: система, структура. Модели систем: модель черного ящика, модель состава, структурная модель. Графы, сети, деревья. Информационно-логическая модель предметной области.

Реляционная модель данных и реляционная база данных (14 ч)

Проектирование многотабличной базы данных. Понятие о нормализации данных. Типы связей между таблицами. Создание базы данных в среде реляционной СУБД (MS ACCESS). Реализация приложений: запросы, отчеты.

Базы данных на электронных таблицах (6 ч)

Создание базы данных (списка) в среде табличного процессора (MS Excel). Использование формы для ввода и просмотра списка, для выборки данных по критериям. Сортировка данных по одному или нескольким полям. Фильтрация данных. Сводные таблицы.

Программирование приложений (5 ч)

Макросы: назначение, способы создания и использования. Структура программы на VBA. Объекты VBA для MS Excel. Разработка пользовательского интерфейса: диалоговые окна. Введение в программирование на VBA.
ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ПОДГОТОВКИ
По окончании изучения данного раздела курса учащиеся должны знать:

назначение и состав информационных систем;
этапы создания компьютерной информационной системы;
основные понятия системологии: система, структура, системный эффект;
в чем состоит задача системного анализа;
существующие разновидности моделей систем;
что такое графы;
какие системы называются иерархическими;
основные свойства дерева — структурной модели иерархической системы;
что такое инфологическая Модель предметной области;
что такое база данных (БД);
классификация БД;
структуру реляционной база данных (РБД);
что такое избыточность и противоречивость данных;
с какой целью производится Нормализация модели данных;
в чем заключаются требования первой, второй и третьей нормальной формы;
что такое СУБД;
способ описания данных в СУБД с помощью конструктора;
как организуются связи в многотабличной базе данных;
что такое глобальная схема данных-
чем отличается подсхема от глобальной схемы;
какие существуют типы запросов к БД;
какова структура команды запроса на выборку;
способы сортировки данных;
что такое вычисляемые поля в БД; как они используются в запросах;
что такое итоговый запрос, как он создается;
какими возможностями для работы с базами данных обладает MS Excel;
как оформляется список данных;
как с помощью формы производится поиск и сортировка данных в списке;
что такое фильтрация данных;
какими способами она производится;
что такое сводная таблица;
что такое макрос;
как можно создать и выполнить макрос в среде MS Excel;
что такое объектно-ориентированное приложение;
что такое «объект»; чем характеризуются объекты;
что такое класс объектов;
какие основные объекты используются в программах на VBA для MS Excel;
какую структуру имеет программа на VBA;
какие основные виды инструкций используются в языке VBA;
какими средствами в VBA создаются диалоговые окна;
что такое элементы управления;
как можно установить реакцию на события для элементов управления;

уметь:

осуществлять анализ систем с целью построения моделей разных типов;
строить граф-модели систем с иерархической и сетевой структурой;
проектировать несложную информационно-справочную систему;
проектировать многотабличную базу данных;
ориентироваться в среде СУБД MS Access;
создавать структуру базы данных и заполнять ее данными;
осуществлять в MS Access запросы на выборку с использованием конструктора запросов;
работать с формами;
осуществлять запросы с получением итоговых данных;
получать отчеты;
организовывать однотабличные базы данных (списки) в MS Excel;
осуществлять выборку и сортировку данных в списках;
осуществлять фильтрацию данных;
создавать сводные таблицы;
записывать макросы для MS Excel с помощью макрорекодера;
просматривать макро-программу на VBA в окне редактора;
осуществлять несложное редактирование программы макроса;
создавать диалоговые окна с элементами управления путем использования пользовательских форм;
писать несложные программы обработки событий на VBA.

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН РАЗДЕЛА «КОМПЬЮТЕРНОЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ» (35 Ч)
Введение в технологию компьютерного математического моделирования

(3 ч)

Основные понятия и принципы моделирования. Моделирование и компьютеры. Разновидности математических моделей. Компьютерное математическое моделирование, его этапы.

Инструментарий компьютерного математического моделирования (6 ч)

Табличные процессоры и электронные таблицы. Табличный процессор MS Excel, основные сведения. Построение графиков зависимостей между величинами в MS Excel. Система математических расчетов MathCAD. Примеры использования MathCAD.

Моделирование процессов оптимального планирования (20 ч)

Постановка задач оптимального планирования. Линейное программирование — введение. Общая формулировка и существование решения задач линейного программирования. Симплекс-метод. Алгоритмическая реализация симплекс-метода. Понятие о нелинейном программировании. Использование средства «Поиск решения» табличного процессора Excel для решения задач линейного и нелинейного программирования. Решение задач оптимизации с помощью пакета MathCAD. Программная реализация симплекс-метода в VBA; сопоставление с Turbo-Pascal. Динамическое программирование. Алгоритмическая реализация метода динамического программирования. Реализация алгоритма динамического программирования в VBA. Понятие о моделях многокритериальной оптимизации.

Компьютерное имитационное моделирование (6 ч)

Принципы имитационного моделирования. Введение в математический аппарат имитационного моделирования. Случайные числа и их распределения. Пример моделирования системы массового обслуживания с помощью VBA.
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 MS 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 MS Excel для проведения несложных математических расчетов и иллюстрирования результатов математического моделирования графиками и столбчатыми диаграммами;

пользоваться средством «Поиск решения» MS 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.

УЧЕБНАЯ ЛИТЕРАТУРА

Семакин И. Г., Хеннер Е. К. Информационные системы и модели. Элективный курс: Учебное пособие. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005.
Семакин И. Г., Хеннер Е. К. Информационные системы и модели. Элективный курс: Методическое пособие. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006.
Семакин И. Г., Хеннер Е. К. Информационные системы и модели. Элективный курс: Практикум. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006.

ПОУРОЧНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ ИЗУЧЕНИЯ РАЗДЕЛА

«МОДЕЛИРОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ» (35 Ч)

№ урока	Тема урока	Виды учебной деятельности	Срок проведения
№ урока	Тема урока	Виды учебной деятельности	план	факт
1	Введение. Понятие информационной системы. Этапы разработки информационных систем	Лекция. Распределение тем рефератов по разделу 1.2
2	Основы системологии: понятия системы, структуры, системный эффект	Лекция. Теоретическое решение задач
3	Модели систем: модель черного ящика; модель состава системы	Лекция. Выполнение лабораторной работы № 1
4	Модели систем: структурная модель. Графы (сети)	Лекция. Завершение выполнения лабораторной работы № 1
5	Иерархические структуры и деревья	Лекция. Выполнение лабораторной работы № 2
6	Построение структурной модели системы	Завершение выполнения лабораторной работы № 2
7	Практикум на построение семантической сети	Выполнение лабораторной работы № 3
8	Инфологическая модель предметной области	Лекция. Выполнение лабораторной работы № 4
9	Итоговое занятие	Защита рефератов
10	Понятие базы данных и СУБД	Лекция. Распределение тем рефератов по разделу 1.2
11	Нормализация данных	Лекция. Решение задач
12	СУБД MS Access	Выполнение лабораторной работы № 1
13	Создание базы данных	Лекция. Выполнение лабораторной работы № 2, задание 1
14	Запросы на выборку. Использование конструктора запросов	Лекция. Выполнение лабораторной работы № 2, задание 2
15	Практикум на работу с запросами	Выполнение лабораторной работы № 3
16	Логические выражения. Сложные запросы на выборку.	Лекция. Решение теоретических задач
17	Практикум на реализацию сложных запросов	Выполнение лабораторной работы № 4
18	Глобальная модель данных информационной системы	Лекция. Теоретическое решение задач
19	Подсхемы и приложения	Лекция. Выполнение лабораторной работы № 5
20	Практикум по разработке индивидуального проекта	Лабораторная работа № 6
21	Итоговые запросы и отчеты	Лекция. Выполнение лабораторной работы N° 7. Задание 1
22	Практикум по разработке индивидуального проекта	Выполнение лабораторной работы № 7. Задание 2
23	Итоговое занятие	Защита проектов и рефератов
24	Электронные таблицы. MS Excel (повторение)	Лекция. Решение задач
25	Вазы данных (списки) в MS Excel. Правила создания	Лекция. Выполнение лабораторной работы № 1. Задание1
26	Манипулирование данными в списках: выборка и сортировка	Лекция. Выполнение лабораторной работы № 1. Задания 2, 3
27	Практикум по манипулированию данными в списках	Выполнение лабораторной работы № 2. Задания 1, 2
28	Сводные таблицы	Лекция. Выполнение лабораторной работы № 2. Задание 3
29	Практикум по работе со сводными таблицами	Выполнение лабораторной работы № 3
30	Понятие о макросе. Программная реализация макроса на VBA	Лекция. Выполнение лабораторной работы № 1. Задание 1
31	Структура программы на VBA Объекты VBA. Свойства, методы, события	Лекция. Выполнение лабораторной работы № 1. Задание 2
32	Создание диалогового окна (пользовательской формы)	Выполнение лабораторной работы № 2, задание 1
33	Программирование на VBA	Лекция. Выполнение лабораторной работы № 2, задание 2
34	Программирование на VBA	Выполнение лабораторной работы № 3
35	Итоговое занятие

ПОУРОЧНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ ИЗУЧЕНИЯ РАЗДЕЛА

«КОМПЬЮТЕРНОЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ» (35 Ч)

№ урока	Тема урока	Виды учебной деятельности	Срок проведения
№ урока	Тема урока	Виды учебной деятельности	план	план
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 MS Excel	Лекция. Распределение тем рефератов по разделу «Инструментарий компьютерного математического моделирования»
5	Решение математических задач с помощью MS Excel	Практическое занятие. Начало выполнения лабораторной работы № 1
6	Построение графиков зависимостей между величинами в MS 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 «бескомпьютер- ном» 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 Math-CAD для решения задач линейного и нелинейного программирования	Продолжение выполнения лабораторной работы № 2 (задание 4)
23	Программная реализация симплекс-метода в VBA	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 (задание 1)
34	Моделирование системы массового обслуживания с помощью VBA	Выполнение лабораторной работы № 3 (задание 2)
35	Зачетное занятие	Защита рефератов по теме «Компьютерное имитационное моделирование». Подведение итогов курса

Добавить документ в свой блог или на сайт

	Компьютерное моделирование фоновых условий в эксперименте gerda и... При планировании, подготовке и интерпретации результатов экспериментов в физике атомного ядра, элементарных частиц, неускорительной...		Компьютерное моделирование Просто учитель должен помнить о сквозном характере дидактических линий и в подходящей форме демонстрировать учащимся связи изучаемого...
	Компьютерное моделирование атомных механизмов деформации и разрушения... Компьютерное моделирование атомных механизмов деформации и разрушения тугоплавких карбидов		Паспорт рабочей программы элективного курса стр. 4 Структура и содержание элективного курса Рабочая программа элективного курса Введение в профессию является частью образовательной программы спо, входящей в состав укрупненной...
	Основная образовательная программа высшего профессионального образования Элективный курс по электротехнике – Знакомство с элективными курсами. Даётся краткий анализ составления элективного курса «Электротехника»....		Пояснительная записка Особенности курса Программа элективного курса... Данная программа элективного курса относится к предметно-ориентированному виду программ
	Программа элективного курса «Математика, физика, компьютер» Программа предназначена для обучения студентов 2-3 курса техникума, имеющих базовую подготовку по дисциплинам «Математика», «Физика»,...		Элективный курс по электротехнике Дана общая форма составления элективного... Элективный курс по электротехнике – Знакомство с элективными курсами. Даётся краткий анализ составления элективного курса «Электротехника»....
	Программа элективного курса «Химия и окружающая среда» Содержание элективного курса нацелено на формирование у учащихся химико-экологических знаний, умений, норм поведения и на развитие...		Рабочая программа элективного курса в 9 классе «Графический дизайн. Adobe Photoshop» Требования к минимально необходимому уровню знаний учащихся, необходимых для успешного изучения элективного курса 6
	Программа элективного курса на тему: «Математика метод познания окружающего мира» Цель данного элективного курса: подготовка учащихся к продолжению образования, повышение уровня их математической культуры		Программа элективного курса по биологии "Здоровье человека и окружающая среда" Лекционная и практическая части курса предполагают широкое использование видеофильмов, слайдов, сети Интернет, наглядных пособий....
	Программа «Фабрика здоровья» Программа элективного курса разработана на основе авторской программы элективного курса Л. Н. Бородачёвой, учителя биологии моу сош...		Программа элективного курса по химии Одним из вариантов решения этой проблемы является включение в учебный план элективного курса «Строение и свойства кислородсодержащих...
	Рабочая программа элективного курса по английскому языку «Лингва. Страноведение. Великобритания» Программа элективного курса по страноведению предназначена для учащихся 5 класса и рассчитана на 17 часов		Рабочая программа учебной дисциплины «компьютерное моделирование художественных изделий» Направление подготовки: 261400. 62 Технология художественной обработки материалов

Программа элективного курса «Компьютерное моделирование»

Похожие: