Меню

Использование excel как средства моделирования

Эффективности использования метода моделирования в среде Excel на практических занятиях по информатике

Рубрика: Информационные технологии

Дата публикации: 30.05.2015 2015-05-30

Статья просмотрена: 898 раз

Библиографическое описание:

Аминов, И. Б. Эффективности использования метода моделирования в среде Excel на практических занятиях по информатике / И. Б. Аминов, Д. Ф. Ходжаева. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2015. — № 11 (91). — С. 164-167. — URL: https://moluch.ru/archive/91/19576/ (дата обращения: 24.04.2021).

В статье рассматриваются основные вопросы, возможности и эффективности использования метода моделирования в практических занятиях по информатике в вузе. Особое внимание уделяется организации и планирование практические занятия с использованием моделирования.

Ключевые слов: моделирование, компьютерное моделирование, организация, планирование и эффективность использования метода моделирования в среде Excel.

Современное развитие информационных технологий и уровень распространения информационных технологий в высшем образовании позволяют преподавателю сегодня использовать компьютер как повседневное средство обучения. Возможности использования компьютера с его периферийными устройствами на практических занятиях огромные.

Одним из эффективных направлений использования компьютера на практических занятиях по информатике является компьютерное моделирование. Математическое моделирование и компьютерное моделирование может служить мощным средством решения различных учебных задач в практических занятиях, причём, не только познавательных, но и эвристических.

Одним из наиболее перспективных направлений использования информационных технологий в высшем образовании является компьютерное моделирование физических процессов и явлений. Рост компьютеризации вуза дает возможность каждому преподавателю использовать на своих занятиях информационные технологии, что с одной стороны, активизирует внимание студентов и усиливает их интерес к занятию, а с другой — облегчает работу студентов и преподавателя.

Компьютерные модели легко вписываются в традиционных практических занятиях, позволяя преподавателю продемонстрировать на экране компьютера многие эффекты, а также позволяют организовать новые нетрадиционные виды учебной деятельности.

Под моделью мы понимаем систему, неотличимую от моделируемого объекта в отношении некоторых свойств, которые полагают существенными, и отличимую по всем остальным свойствам, которые полагаются несущественными; при этом отсутствие в модели несущественных элементов не менее важно, чем присутствие в ней существенных.

Исходный объект и его модель понимаются как системы. Понятие системы в свою очередь предполагает: наличие элементов, ее составляющих, наличие связей между ними; целостность системы, наличие свойств и у модели и у ее объекта, которые проявляются как через отношения между элементами модели, так и через отношения с внешними объектами.

В практических занятиях по информатике модели нужны для того, чтобы:

a) понять сущность изучаемого объекта: какова его структура, основные свойства, законы развития и взаимодействия с окружающим миром;

b) научиться управлять объектом или процессом и определить наилучшие способы управления при заданных целях и категориях;

c) прогнозировать прямые и косвенные последствия реализации заданных способов и форм воздействия на объект;

d) решать прикладные задачи.

Моделирование-процесс создания и исследования модели.

Моделирование может быть связано с моделированием для других дисциплин. При этом реализуются между предметные связи, происходит обогащение информатики содержательными задачами, а конкретных наук — мощными средствами решения задач, интеграции образования в целом. Студенты видят пользу от информатики, громадную область приложения полученных при ее изучении знаний. Следовательно, повышается интерес к обучению в целом.

Моделирование играет подчиненную роль: оживить изучаемый материал. Несмотря на недостаточное владение студентам математическим аппаратом, активная опора на информационные технологии позволяет успешно применять математические знания, например, при решении математических задач. Здесь можно применять известные программные средства, такие как электронная таблица MS Excel, математические пакеты MathCAD, MathLab, Maple и др.

Информатика — предмет, в котором много внимания уделяется практическим навыкам работы в различных программных средах. Одной из таких программ является электронная таблица Excel. Она предназначена для работы с числовой информацией: представлению ее в различных форматах, вычислениями по формулам и функциям, построению разнообразных графиков и диаграмм. Именно поэтому электронные таблицы являются идеальной средой для моделирования.

В них можно построить как простые наглядно-образные модели, основанные на возможности форматирования ячеек, так и сложные вычислительные модели, основанные на умении использовать формулы и функции.

Применение электронных таблиц на занятиях по информатике может сократить время при проведении однотипных расчетов, например при выполнении практических и лабораторных работ, где требуется рассчитывать одни и те же математические величины для нескольких опытов.

Использование электронных таблиц Excel на практических занятиях по информатике обусловлено следующими причинами:

Читайте также:  Народное средство как лечить гематому

а) функциональные возможности программы Excel заведомо перекрывают все потребности по автоматизации обработки данных эксперимента, построению и исследование моделей;

б) универсальная программа Excel обладает стандартным интерфейсом;

в) изучение Excel предусматривается программами общего образования по информатике, следовательно, возможно эффективное использование Excel в условиях осуществления межпредметных связей с информатикой и другими учебными дисциплинами, например, с математикой;

г) данная программа отличается доступностью в изучении и простотой в управлении, что принципиально важно как для ученика, так и для учителя;

д) результаты деятельности на рабочем листе Excel (тексты, таблицы, графики, формулы) «открыты» пользователю.

Программные средства Excel обладает едва ли не самым богатым инструментарием для работы с графиками. Excel позволяет с использованием приемов автозаполнения представлять данные в табличной форме, оперативно их преобразовывать с использованием огромной библиотеки функций, строить графики редактировать их практически по всем элементам, увеличивать изображение какого-либо фрагмента графика, выбирать функциональные масштабы по осям, экстраполировать графики и т. д.

Цель практического занятия с использованием метода моделирования в информатике является, показать применение программного средства для решения задач, совершенствовать навыки составления математических моделей, проверить умение студентов выделять свойства объекта, существенные для решения задачи.

Моделирование начинается со знакомства с новым материалом, с новыми понятиями. Затем описывается процедура проведения занятия. План практического занятия с использованием метода моделирования по информатике состоит из следующих этапов:

1. Повторение основных этапов решения задачи на компьютере.

2. Решение задачи на моделирование в среде Excel с подробным разбором.

3. Решение задачи.

4. Обучающая практическая работа на закрепление навыков составления модели.

5. Подведение итогов занятие.

В начале практического занятия вводится понятие моделирование, место моделирования в деятельности человека, основные этапы моделирования, понятие компьютер-

При организации учебной деятельности студентам сочетаются различные методы. При выборе и сочетании методов обучения преподавателю информатики необходимо руководствоваться соответствием методов целям и задачам обучения и каждого конкретного занятия.

Процесс разработки моделей и их исследования на компьютере можно разделить на несколько основных этапов:

— оценка имеющейся информации и выбор плана создания модели;

— проверка адекватности модели;

— получение решения задачи с помощью модели.

Особенности построения моделей для электронной таблицы, построение математических моделей. Построение модели рассматривается по схеме (рис.1.).

Занятия построены таким образом, что начальные задания содержат подробный алгоритм выполнения, и студенты шаг за шагом проходят все этапы компьютерного моделирования от постановки задачи до анализа полученных результатов. Затем студенты выполняют индивидуальные задания, закрепляя теоретический материал. Приобретенные студентами знания и практические навыки компьютерного моделирования позволят им в дальнейшем профессионально совершенствоваться в среде новых компьютерных технологий.

Моделирование может быть также связано с моделированием собственных, внутренних объектов информатики: редакторов, исполнителей. При этом происходит логическое завершение курса информатики. Это ведет к уверенности в собственных силах, закреплению интереса к информатике, прочности знаний. Таким образом, достигаются общеобразовательные цели, формируется компьютерная образованность.

Проведение интегрированных занятий и использование метода моделирование на практических занятиях по информатики предоставляет большие возможности для формирования навыков математического моделирования, позволяющего расматривать различные варианты развития исследуемого процесса и выбрать альтернативную стратегию поведения, что обеспечит в будущей профессиональной деятельности нахождение согласованного решения в сложной, противоречивой ситуации.

Хорошо подготовленная и организованная занятия раскрывает связь между разными идеями, отражает альтернативные точки зрения, рассматривает все объяснения фактов, сомнения в достоверности выводов, а также занятия мотивирует дальнейшее обучение. Студенты самостоятельно формулируют, обосновывают и выражают идеи и представления, самостоятельно постигает ведущие понятия и идеи, при помощи анализа, синтеза, обобщения материала вырабатывает ценностные суждения о методах, решениях, идеях.

Таким образом, использования метода моделирование в среде Excel на практических занятиях по информатики в сочетании с принципом деятельности повышает интерес к знаниям, позволяет облегчить процесс их усвоения, способствует развитию познавательного интереса и активизации учебно-познавательной деятельности студентов.

1. Королев А. Л. Компьютерное моделирование. –М.: Бином, 2010.

2. О. К. Мясникова. Моделирование и формализация в курсе информатики. // Информатика и образование, № 11–2003.

Источник

Тема. Использование электронных таблиц MS Excel для компьютерного моделирования. — презентация

Презентация была опубликована 7 лет назад пользователемЗахар Сырейщиков

Похожие презентации

Презентация на тему: » Тема. Использование электронных таблиц MS Excel для компьютерного моделирования.» — Транскрипт:

1 Тема. Использование электронных таблиц MS Excel для компьютерного моделирования

Читайте также:  Предложения средством выразительности является фразеологизм что это

2 1. Модель задачи Предположения, которые позволяют определить исходные данные, понять, что будет служить результатом и какова связь между исходными данными и результатом, называют моделью задачи.

3 2. Понятие математической модели Математическая модель выражает существенные признаки объекта или процесса языком уравнений и других математических средств. Под математической моделью понимают систему математических соотношений – формул, уравнений, неравенств и т. д., отражающих существенные свойства объекта или процесса.

4 Пример. Определить площадь поверхности стола Реальный объект – поверхность стола. Абстрактная математическая модель – прямоугольник. Существенные свойства — форма поверхности ( прямоугольник ) и длины двух сторон. Несущественные свойства — цвет, материал, предназначение стола.

5 a b S=ab Площадь этого прямоугольника считается искомой величиной Пример. Определить площадь поверхности стола

6 3. Этапы решения задач на компьютере 1 этап. Постановка задачи – точная формулировка условий и целей решения, описание наиболее существенных свойств объекта. 2 этап. Построение математической модели – описание наиболее существенных свойств объекта с помощью математических формул.

7 3. Этапы решения задач на компьютере 3 этап. Создание компьютерной модели – выражение математической модели на понятном для компьютера языке. Существуют два принципиально различных пути построения компьютерной модели : построение алгоритма решения задачи и его кодирование на одном из языков программирования ; построение компьютерной модели с использованием ПО компьютера ( электронных таблиц, СУБД и пр.).

8 3. Этапы решения задач на компьютере 4 этап : Проведение компьютерного эксперимента ( исследование модели ) если компьютерная модель существует в виде программы на одном из языков программирования, то её нужно запустить на выполнение и получить результаты ; если компьютерная модель исследуется в приложении, например, в электронных таблицах, можно провести сортировку или поиск данных, построить диаграмму или график и т. д.

9 3. Этапы решения задач на компьютере 5 этап. Анализ полученных результатов и корректировка модели. В случае различия результатов, полученных при исследовании модели, с измеряемыми параметрами реальных объектов можно сделать вывод, что на предыдущих этапах построения модели были допущены ошибки или неточности. В этом случае необходимо провести корректировку модели, причём уточнение модели может проводиться многократно, пока анализ результатов не покажет их соответствие изучаемому объекту.

10 Задача 1 Необходимо покрасить краской стены кухни. Сколько потребуется банок краски, если известно, что размеры кухни 405×310×285 см ; 88% площади стен занимает кафельная плитка ; 1 банка краски предназначена для покраски площади 5 м 2.

11 Задача 1 Решение Постановка задачи Дано : a=405 см – длина комнаты, b=310 см – ширина комнаты, c=285 см – высота комнаты, 1- 0,88=0,12 – часть комнаты для покраски ( без кафеля ), 5 м 2 – площадь покраски при использовании 1 банки краски. Найти : необходимое для покраски стен кухни количество банок краски.

12 Задача 1 Моделирование в среде ЭТ В режиме отображения формул :

13 Задача 1 Моделирование в среде ЭТ В режиме отображения значений :

14 Задача 2 Через иллюминатор корабля требуется вытащить сундук с драгоценностями. Удастся ли это сделать ? Решение Постановка задачи Иллюминатор корабля имеет форму круга. Будем считать, что сундук имеет форму параллелепипеда. Чтобы вытащить сундук, необходимо, чтобы диаметр иллюминатора был больше любой из трех диагоналей поверхности сундука.

15 c R Задача 2 Пусть r – радиус иллюминатора, a, b, c – размеры сундука, d 1, d 2, d 3 – диагонали боковых поверхностей сундука. a b d1d1 d2d2 d3d3 с Математическая модель

16 Задача 2 Сундук можно вытаскивать через иллюминатор одной из трех боковых граней, следовательно, достаточно, чтобы диагональ иллюминатора оказалась меньше одной из трех диагоналей сундука, т. е. должно быть истинно хотя бы одно из условий : ЕСЛИ ((2*R> КОРЕНЬ (a^2+b^2));1;0) ЕСЛИ ((2*R> КОРЕНЬ (a^2+c^2));1;0) ЕСЛИ ((2*R> КОРЕНЬ ( с ^2+b^2));1;0). КОРЕНЬ (a^2+b^2));1;0) ЕСЛИ ((2*R> КОРЕНЬ (a^2+c^2));1;0) ЕСЛИ ((2*R> КОРЕНЬ ( с ^2+b^2));1;0).»>

17 Задача 2 Моделирование в среде ЭТ В режиме отображения формул :

18 Задача 2 Моделирование в среде ЭТ В режиме отображения значений :

19 Задача 2 Компьютерный эксперимент В электронной таблице находим сумму трех условий. Если сумма равна 0, делаем вывод « Сокровища недоступны », иначе « Сокровища доступны ».

20 Задача 3 Решить уравнение х 4 -4 х х х -14=0. Решение Необходимо построить график функции у = х 4 -4 х х х -14. Точки пересечения графика с осью Х будут решениями данного уравнения.

21 Задача 3 Таблица значений функции

Читайте также:  Жесты человека как средство невербального общения

23 Промежутки, в которых находятся корни : С помощь Подбора параметра уточняются значения корней

24 Задача 3 Уточненные корни

25 Задача 4 Решить уравнение log 2 (x·(1-x))-sin( π /x)+2=0 область определения которого : x принадлежит промежутку [0;1].

26 Задача 4 В MS Excel составляем таблицу значений функции с шагом аргумента h=0,04:

28 Всего уравнение имеет шесть корней, которые уточняются с помощью Подбора параметра : X 1 =0,1 8 X 2 =0,19 X 3 =0,2 6 X 4 =0, 33 X 5 =0, 50 X 6 =0,8 1

29 Вывод С помощью электронных таблиц MS Excel можно решать математические задачи и уравнения ; При этом отрабатываются навыки работы в электронных таблицах, а именно : оформление таблицы, работа с формулами, построение диаграмм.

Источник



Моделирование с помощью EXCEL.

Модель некоторого объекта или процесса — другой объект или процесс (реальный или абстрактный), который сохраняет существенные для целей моделирования свойства исходного объекта и в рамках этих целей полностью его заменяет.

Модель создается с целью ее исследования,получения результатов моделирования.В этом процессе можно исполь­зовать компьютеры (плюс вспомогательное оборудование) и различные виды программного обеспечения. Программное обеспечение является чрезвычайно важным при моделиро­вании.

EXCEL прекрасное средство для организации математических моделей того или иного типа. Лабораторные работы №8 и №9 знакомят студентов с физической моделью и имитационной. Для студентов экономического факультета имеет важное значение решение задач оптимизационного характера, решение оптимизационной модели. Это Лабораторная №10.

Практикум по ЕXCEL

Лабораторная №1

Задание №1 Ввод текста, значений и простейших формул
Выделить ячейку А10
Ввести текст » мой первый опыт», нажать кл.» Enter»
В следующую ячейку ввести слово «задача»
В две нижеследующие ячеки ввести значения 5 и 3
В ячейку А14 введем формулу = А12+А13
(адрес ячейки вводить латинскими символами)

— как вводятся текст и значения, к какой стороне ячейки прижимаются

— что выводится в ячейке после ввода формулы

— что произойдет со значением в ячейке А14, если изменить значения в ячейках А12 и А13

Задание 1.Ввести предлагаемый текст
№2 2.Выделить в каждом столбце одну или две ячейки (обведенные)
3.Протянуть за маркер автозаполнениявниз на 10 ячеек
тема март -1 упр.1
-0,9 0,1 упр.2

Самостоятельно:1) организовать список однокурсников и вывести его на листе с помощью автозаполнения 2) вывести рабочие дни текущего месяца, 3)организовать последовательность чисел от -5 до 5 с шагом 0,5

Задание Рассчитать Цену (стоимость + 30%надбавка) и сумму по каждому типу факса
№3 1. Активизировать (выделить ячейку) D3
и 3а 2. Ввести формулу = C3+C3*30%
3. Автозаполнением скопировать эту ячейку на нижеследующие
4. Активизировать ячейку Н18
5. Ввести формулу подсчета выручки ЦЕНА * КОЛИЧЕСТВО
6. Автозаполнением скопировать эту ячейку на нижеследующие
7. Подсчитать общий объем выручки с помощью автосуммы
Факсы
Модель# Название Стоимость Цена Количество Выручка
F100G Персональный 1607,96
F150G Персональный
F200G Персональный Плюс 1729,55
F250G Персональный Плюс 2075,66
F300G Деловой 2550,55
F350G Деловой 2760,66
F400G Персональный 3512,8
F450G Персональный 3815,35
F500G Персональный Плюс 4878,34
F550G Персональный Плюс 5614,11
Построить на отдельном листе круговую диаграмму с процентной долей каждого факса в общей выручке
1.Выделить области A3:A12 и F3:F12(держа кл «Ctrl»)
2.Вставка — Диаграмма
3. Тип: Круговая
4. По кнопке «Далее» дойти до 3-его шага (Параметры Диаграммы)
5. Вкладка «Подписи данных», щелкнуть на «Доля»
6. Кнопка «Далее», щелкнуть «Отдельном»,кнопка «Готово»
7. Щелкнуть правой кнопкой мыши на корешке листа»Диаграмма 1″, выбрать «Переименовать»
8. Ввести имя » Доля прибыли»

Самостоятельно: 1) составить счет за покупку продуктов аналогично чеку из магазина (наименование продуктов ,количество и цена могут быть любые, оплату посчитать по формуле ЦЕНА * КОЛИЧЕСТВО. 2) Построить диаграмму., определив долю каждого продукта в общей стоимости покупки.

Лабораторная работа №2

Задание предназначено для закрепления навыков правильного ввода формул по правилам EXCEL.

Организовать данные на листе EXCEL следующим образом: столбец А символьные обозначения , столбец В расчетные. Расчет полупериметра сделать самим и сравнить с заданным результатом. После расчета углов треугольника проверить полученные результаты через сумму углов. Медианы, высоты и биссектрисы не могут быть больше всех трех сторон одновременно. В конце задания измените исходные данные сторон а, b и с. Проверьте и ответе на вопросы:

  1. В каких случаях задача работает неправильно?
  2. Можно ли подобную работу назвать программированием в EXCEL?

Источник