Содержание
Введение
. Основные сведения о моделях
.1 Назначение моделей
.2 Классификация моделей
.3 Демонстрационные возможности моделей
. Дидактический потенциал использования моделей в процессе обучения
.1 Модель как наглядность
.2 Технология моделирования
.3 Моделирование и конструирование на уроках черчения и геометрии
. Методика применения моделей на уроках черчения
.1 Модели в черчении
.2 Урок с применением моделей в черчении
.3 Практическая работа ученика с моделью на уроке черчения
.4 Экспериментальная апробация компьютерных методов обучения на уроках черчения
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Черчение является таким предметом, при изучении которого учащиеся знакомятся с широким кругом технических понятий. Знание черчения облегчает изучение многих других общетехнических предметов.
Условиями успешного овладения техническими знаниями являются умение читать чертежи и знание правил выполнения и оформления чертежей. Чертеж является одним из главных носителей технической информации, без которой не обходится ни одно производство.
Потребность изображать предметы появились у людей очень давно. Еще в древности люди изображали на камнях диких зверей, охоту и др. Позднее подобные изображения появились на предметах домашнего обихода - сосудах, вазах и на другой утвари. Так возникли первые изображения предметов и явлений, которые человек наблюдал в окружающей его жизни.
В процессе трудовой деятельности человека возникла необходимость изображать еще не существующие предметы и строения. Такая задача стала, например, перед зодчими при сооружении храмов, театров и дворцов.
Чертежи планов и фасадов зданий были известны еще в Древнем Египте, о чем свидетельствуют дошедшие до нас изображения построек на папирусах. Однако потребовался большой период времени, прежде чем отдельные изображения плана и фасада предмета были объедены в систему двух видов, т.е. чертеж предмета в современном понимании этого слова.
Способы изображения предметов на плоскости развивались своими путями от примитивных и условных зарисовок, до более совершенных, приближающихся к современным проекционным чертежам.
Индустриализация нашей страны, создание отечественного машиностроения и других производств, сооружение новых фабрик, заводов и городов привели к более широкому использованию чертежей, к разработке конструкторских.
Актуальность работы обусловлена вышеизложенными сведениями.
Цель данной дипломной работы заключается в том, чтобы описать возможности использования моделей пери обучении черчению.
В соответствии с поставленной целью сформулированы следующие задачи:
Изучить основные вопросы моделирования и описать основные сведения о моделях.
Проанализировать дидактический потенциал использования моделей в процессе обучения.
Рассмотреть возможности и методики применения моделирования на уроках черчения.
В работе применялись теоретические и
практические методы исследования. Теоретические: анализ литературы по теме
дипломной работы - педагогической и психологической, научно-педагогической,
методической, ресурсов интернет. Практические: проведение эксперимента,
математическая обработка его результатов.
1. Основные сведения о моделях
.1 Назначение моделей
Модель в общем смысле (обобщенная модель) есть создаваемый с целью получения и (или) хранения информации специфический объект (в форме мысленного образа, описания знаковыми средствами либо материальной системы), отражающий свойства, характеристики и связи объекта-оригинала произвольной природы, существенные для задачи, решаемой субъектом [1]. Для теории принятия решений наиболее полезны модели, которые выражаются словами или формулами, алгоритмами и иными математическими средствами.
Потребность в моделировании возникает в таких областях как:
1) познание;
2) общение (в широком смысле слова);
) практическая деятельность.
Аспектами моделирования могут быть внешний вид, структура, поведение объекта моделирования, а также все их возможные комбинации.
Структурой объекта называют совокупность его элементов, а также существующих между ними связей.
Поведением объекта назовём изменение его внешнего вида и структуры с течением времени в результате взаимодействия с другими объектами.
Моделирование внешнего вида используется для:
1) идентификации (узнавания) объекта;
2) долговременного хранения образа.
Моделирование структуры объекта используется для:
1) её наглядного представления;
2) изучения свойств объекта;
) выявления значимых связей;
) изучения стабильности объекта.
Моделирование поведения применяется при:
1) планировании, прогнозировании;
2) установления связей с другими объектами;
) выявления причинно - следственных связей;
) управлении;
) конструировании технических устройств и так далее.
В процессе моделирования каждый аспект моделирования раскрывается через совокупность свойств.
В моделях отражаются не все свойства, а только существенные с точки зрения целей моделирования.
Каждый аспект моделирования характеризуется своим набором свойств:
1) внешний вид - набором признаков;
2) структура - перечнем элементов и указанием отношений между ними;
) поведение - изменением внешнего вида и структуры с течением времени.
Некоторые свойства объекта моделирования могут быть выражены величинами, принимающими числовые значения. Такие величины носят название параметров модели[2].
Информационную модель можно рассматривать как некоторый новый информационный объект, который тоже, в свою очередь, может быть объектом моделирования.
Определение понятия "модель".
Модель - это:
) некоторое упрощенное подобие реального объекта;
) воспроизведение предмета в уменьшенном или увеличенном виде (макет);
) схема, изображение или описание какого - либо явления или процесса в природе и обществе;
) физический или информационный аналог объекта, функционирование которого по определённым параметрам подобно функционированию реального объекта;
) некий объект - заменительый, который в определённых условиях может заменять объект - оригинал, воспроизводя интересующие нас его свойства и характеристики, причем имеет существенные преимущества и удобства (наглядность, обозримость, доступность испытаний, лёгкость оперирования с ним и так далее);
) новый объект, который отражает некоторые стороны изучаемого объекта или явления, существенные с точки зрения целей моделирования;
) новый объект (реальный, информационный или воображаемый), отличный от исходного, который обладает существенными для целей моделирования свойствами и в рамках этих целей полностью заменяет исходный объект.
Модель представляет собой способ существования знаний.
Цели моделирования
Решение любой практической задачи всегда связано с исследованием, преобразованием некоторого объекта (материального или информационного) или управления им.
Цель моделирования возникает, когда субъект моделирования решает поставленную перед ним задачу, и зависит как от решаемой задачи, так и от субъекта моделирования. То есть цель моделирования имеет двойственную природу: с одной стороны, она объективна, так как вытекает из задачи исследования, с другой - субъективна, поскольку исследователь всегда корректирует её в зависимости от опыта, интересов, мотивов деятельности.
Для одного объекта один субъект может построить несколько моделей, если он решает разные задачи, приводящие к разным целям моделирования.
Для одного объекта разные субъекты могут построить разные модели, даже если задача моделирования у них одна. Выбор вида модели и её построение зависят от знаний, опыта, предпочтений, личных интересов субъекта.
Разные объект могут иметь одинаковые по виду модели, даже ели их строили разные субъекты, исходя из разных целей моделирования.
Основные этапы построения моделей
Этапы моделирования:
. Постановка цели моделирования
. Анализ моделирования объекта и выделение всех его известных свойств
. Анализ его выделенных свойств с точки зрения цели моделирования и определение, какие из них следует считать существенными
. Выбор формы представления модели
. Формализация
. Анализ полученной модели на непротиворечивость
. Анализ адекватности полученной модели объекты и цели моделирования
Не существует универсальных правил определения, какие из известных свойств объекта являются существенными для конкретного случая.
Если условия моделирования позволяют, то рекомендуется построить несколько моделей с разными наборами "существенных" свойств и затем оценить их на адекватность объекту и цели моделирования.
Виды моделей:
.По характеристике объекта моделирования:
.1.Модель внешнего вида.
.2.Модель структуры.
.3Модель поведения
.По сферам деятельности субъекта моделирования:
.1.Познавательные.
.2.Коммуникативные.
.3.Модели, возникающие в сфере практической деятельности.
.По сущности:
.1.Вещественно-энергетические(натуральные).
.2.Идеальные(воображаемые).
.3.Информационные.
.По роли управления объектом моделирования:
.1.Регистрирующие.
.2.Эталонные.
.3.Прогностические.
.4.Имитационные.
.5.Оптимизационные.
.По степени формализации:
.1.Неформализованные.
.2.Частично формализованные.
.3.Формализованные.
.По счету фактора времени:
.1.Статические.
.2.Динамические.
.2.1.Детерминированные.
.2.2.Стохастические(вероятностные).
Виды информационных моделей:
.Дискриптивные(выражены на языке описания):
.1.На естественном языке.
.1.1.Словесное описание.
.2.На специальном языке.
.2.1.Научные:
.2.1.1 математические формулы;
.2.1.2 алгоритмы.
.2.2.Технические:
.2.2.1 техкарты;
.2.2.2 программы.
.Смешанные.
.1.Таблицы.
.2.Графы.
.2.1.Деревья.
.2.2.Сети.
.2.3.Блок-схемы.
.3.Схемы.
.4.Карты.
.5.Видеофильмы.
.Наглядные(выраженные на языке представления).
.1.Рисунки.
.2.Чертежи.
.3.Графики.
.4.Фотографии.
Формализация. В процессе познания и общения мы сталкиваемся с формализацией практически на каждом шагу: формулируем мысли, оформляем отчёты, заполняем всевозможные формуляры, преобразуем формулы.
В общем виде формализация понимается как сведение некоторого содержания (содержания текста, смысла научной теории, воспринимаемых сигналов и так далее) к выбранной форме.
Пример:
Оглавление книги - это формализация её содержательных частей, а сам текст книги можно рассматривать как формализацию по средством языковых конструкций мыслей, идей, размышлений автора. Итогом формализации научной теории является, как правило, совокупность формул, графиков, схем, таблиц и так далее. План действий в результате формализации переводится в алгоритм.
1.2 Классификация моделей
Для моделей можно составить различные виды классификаций в зависимости от одного или нескольких признаков, общих для той или иной группы моделей[3].
Наиболее распространенные виды классификации моделей определяются следующими признаками:
1. Область использования.
2. Учет в модели временного фактора (динамики).
. Отрасль знаний.
. Способ представления моделей.
1. Классификация по области использования.
Учебные модели используются при обучении. Это могут быть наглядные пособия, различные тренажеры, обучающие программы.
Опытные модели используются для исследования объекта и прогнозирования его будущих характеристик. На, модель крыла самолета «продувается» в аэродинамической трубе, с целью исследования его обтекаемости; модель здания используется для привязки его к конкретной местности. Такие модели представляют собой уменьшенные или увеличенные копии проектируемого объекта.