Методика преподавания отдельных тем, входящих в курс компьютерного моделирования

Пример. Рассмотрим следующий текст: «Из гаража выпущен на линию автобус. Он работает 8 часов и возвращается в гараж. В случае неисправности он следуют в ремонтную зону».

Выделим объекты, фигурирующие в этом примере: «автобус», «гараж», «ремонтная зона». Понятия: «работать 8 часов». Отношения: «выпустить на линию», «быть исправным», «быть неисправным», «вернуться в гараж». Теперь построим представление знаний зафиксированных в этом тексте, в виде семантической сети, в которой понятия и объекты представлены в виде вершин сети, отношения — в виде линий, связывающих соответствующие вершины.

В процессе построения модели обратите внимание учащихся на то, что любой текст, описывающий реальные ситуации, всегда можно смоделировать таким образом, для подтверждения этого предложите им либо построить модели по представленным преподавателем текстам, либо — по собственным (не слишком сложным).

Непосредственно в ходе указанных построений у учащихся возникает представление о неоднозначности выполнения задания. Оно вполне справедливо: представление (моделирование) знаний с помощью семантических сетей действительно неоднозначно, что ограничивает применимость этого вида моделирования для решения практически важных задач.

Продукционная модель представления знаний реализуется в виде ядра продукции, которое состоит из системы фраз типа «Если А то В» и некоторых вспомогательных элементов. На продукционном принципе моделирования знаний построен язык программирования Пролог, который (вместе с изучением самих принципов) вполне может быть темой профильно-ориентированного курса информатики.

Разговор о логико-лингвистических информационных моделях уместно использовать и для достижения иных, не указанных выше, общеобразовательных целей — для знакомства с компьютерной лингвистикой. Данная наука также связана с моделированием в сфере языка. Вопросы анализа текстов на естественном языке, машинного перевода, синтеза текстов на естественном языке могут стать темами для рефератов, докладов учащихся.

Целесообразно вводные занятия по этой теме проводить в виде беседы, привлекая знания учеников по различным общеобразовательным дисциплинам, их жизненный опыт. Изложение необходимо иллюстрировать большим количеством примеров.

Особая роль первого раздела заключается в том, что здесь потеряются и обобщаются основные понятия компьютерного математического моделирования (КММ), известные из базового курса информатики, вводятся новые понятия, такие как: «моделирование», «информационное моделирование», ''математическое моделирование», «формализация», «идентификация модели» и др.

Другой важный аспект темы – формирование представления об этапах компьютерного математического моделирования. Здесь, с одной стороны, фигурируют приведенные выше понятия, с другой присутствует полная технологическая цепочка КММ. Конечно, все эти этапы будут неоднократно повторяться при исследовании конкретных процессов (объектов), но основы закладываются именно на вводных занятиях. Действительно, одним из условий успешного усвоения учащимися систематического курса КММ является наличие у них хорошо развитых представлений об этапах КММ, о значении каждого из этапов.

Формализованная схема является промежуточным звеном между содержательным описанием и математической моделью и разрабатывается в тех случаях, когда из-за сложности исследуемого процесса переход от содержательного описания к математической модели оказывается невозможным. На этапе построения формализованной схемы должна быть дана точная математическая задача исследования с указанием окончательного перечня искомых величин и оцениваемых зависимостей.

Прежде всего составляется список величин, от которых зависит поведение объекта или ход процесса, а также список тех величин, которые желательно получить в результате моделирования.

Обозначив первые (входные) величины через x1, х2, ., хn, а вторые (выходные) через y1, у2, ., уk, можно поведение объекта или процесса символически представить в виде

yj = F (x1,x2, .,xn) (n=1,2, .,к),

где Fj символически обозначает некоторые математические операции над входными величинами.

Важнейшим этапом моделирования является разделение входных параметров по степени важности влияния их изменений на выходные. Такой процесс называется ранжированием. Чаще всего невозможно, да и не нужно, учитывать все факторы, которые могут повлиять на значения интересующих нас величин у. От того, насколько умело выделены важнейшие факторы, зависит успех моделирования, быстрота и эффективность достижения цели. Отбрасывание менее значимых факторов огрубляет модель и способствует пониманию главных свойств и закономерностей объекта моделирования.

Прочее о педагогике:

Виды аппликационных работ
Сочетание различных видов аппликации в различных комбинациях даёт бесконечное множество работ, позволяя решать разнообразные задачи: создание панно, ковров, гобеленов, поздравительных открыток, оформление самодельных книг, тетрадей, альбомов, украшение помещения, одежды, поделок и т.д. Данная класс ...

Проблемы детско-родительских отношений
Ребенок в своем развитии проходит через определенные стадии, но и его родители, семья минуют один закономерный этап за другим, причем у каждого этапа свои специфические задачи, особенности и трудности. В этих условиях динамика роста и взаимоотношений во многом детерминируется такими факторами, как ...

Особенности диагностики звукослогового анализа и синтеза у учащихся с ФФНР
В методике использованы речевые пробы, предложенные Р.И. Лалаевой, Е.В. Мальцевой, А.Р. Лурия. Для оценки успешности выполнения заданий нами была применена балльно – уровневая система. Она удобна для: · диагностики; · построения системы индивидуальной коррекционной работы; · отслеживания динамики р ...