"Информатика. Учебное пособие для учреждений общего среднего образования с русским языком обучения", В. М. Котов, А. И. Лапо, Ю.А. Быкадоров, Е.Н. Войтехович
План создания модели — это последовательность действий, которая помогает перейти от задачи к подходящей информационной или компьютерной модели. Его выбирают после определения цели исследования: сначала выясняют, какие свойства объекта важны, затем подбирают форму представления, средства создания и способ проверки. Такой план нужен, чтобы модель действительно помогла получить ответ, а не просто описывала объект.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
План создания модели — последовательность действий, которая помогает перейти от поставленной задачи к готовой модели. В него входят выбор важных свойств, формы представления, средств создания и проверки. Такой план нужен, чтобы работа шла к конкретному ответу, а не сводилась к случайному сбору данных.
Информационная модель — описание объекта или процесса с помощью сведений о его существенных свойствах и связях. Например, расписание показывает занятия, дни и время, но не цвет стен в кабинете. Понятие нужно, чтобы отделять нужную для задачи информацию от второстепенной.
Компьютерная модель — информационная модель, созданная или исследуемая с помощью компьютера. Она может быть таблицей с вычислениями, схемой, графиком или программой. Такая модель удобна, когда требуется быстро обработать данные, изменить условия или сравнить несколько вариантов.
Компьютерный эксперимент — исследование компьютерной модели путём изменения исходных данных и анализа результатов. Например, можно менять время нагревания и наблюдать, как меняется температура. Он нужен для проверки предположений без проведения каждого опыта с реальным объектом.
План создания модели выбирают после того, как сформулированы задача моделирования и цель исследования. Цель определяет, какой результат требуется получить и какие действия будут полезными. Если начать с произвольной формы или программы, можно собрать много данных, но не получить ответ на главный вопрос.
Сначала устанавливают, какие свойства объекта существенны, а какие можно не учитывать. Это зависит не от самого объекта вообще, а от конкретной задачи: для маршрута важны пункты и расстояния, а для расписания — дни и время. Отобранные свойства определяют содержание модели и не дают перегрузить её лишними сведениями.
Затем подбирают форму представления модели. Таблица помогает хранить однотипные данные, схема показывает связи, текст передаёт описание, формула выражает зависимость, а программа выполняет алгоритм. Форма должна позволять увидеть или вычислить именно тот результат, который нужен для исследования.
После этого определяют средства создания модели и необходимые данные. Выбор зависит от формы: для таблицы может понадобиться редактор электронных таблиц, для схемы — графический редактор, для программы — среда программирования. Заранее продуманные средства экономят время и позволяют выполнить запланированные действия.
В план включают проверку модели и способ получения вывода. Нужно выяснить, не пропущены ли важные свойства, верны ли исходные данные и действительно ли результат отвечает исходному вопросу. Если модель даёт неясный или неподходящий вывод, уточняют свойства, форму, данные либо порядок исследования.
| Что определить | На что обратить внимание | Как это влияет на план |
|---|---|---|
| Цель моделирования | На какой вопрос нужно ответить | Задаёт ожидаемый результат и последовательность действий |
| Существенные свойства объекта | Какие свойства влияют на решение задачи | Определяет, какие сведения включить в модель |
| Форма представления модели | Как удобнее показать данные и связи | Определяет способ описания объекта |
| Средства создания модели | Какие программы и исходные данные доступны | Позволяет реализовать выбранную форму |
| Способ исследования и проверки результата | Как сравнить результат с целью | Показывает, подходит ли модель и нужно ли её изменить |
Пользуйтесь таблицей как последовательностью вопросов: двигайтесь от цели к проверке. На каждом шаге записывайте принятое решение и связывайте его со следующим. Если на последнем этапе нельзя получить нужный вывод, вернитесь к форме модели или набору свойств.
Нужно представить расписание так, чтобы быстро находить занятия по дням недели. Значит, модель должна не просто хранить названия кружков, а удобно связывать их с днями и временем. Подходящей формой будет таблица.
Ответ: план состоит в отборе сведений о днях, времени и кружках, их размещении в таблице и проверке удобства поиска. Таблица подходит, потому что данные повторяются по одинаковым признакам.
Нужно выяснить, как меняется температура воды при нагревании в течение заданного времени. Здесь важно получить не отдельное значение, а последовательность измерений и сравнить её. Поэтому план должен включать одинаковый порядок фиксации данных.
Ответ: нужно измерять температуру через заданные промежутки времени, фиксировать пары «время — температура», затем сравнить их и сделать вывод об изменении. Проверка нужна, чтобы случайная ошибка измерения не была принята за закономерность.
Нужно подобрать маршрут между несколькими пунктами с учётом расстояний и найти кратчайший. Для этого недостаточно перечислить пункты: требуется показать, какие переходы между ними возможны и сколько каждый из них стоит. Удобной основой станет схема связей с указанными расстояниями.
Ответ: план включает создание схемы пунктов и связей, задание расстояний, сравнение допустимых маршрутов и проверку результата. Кратчайшим считается маршрут с наименьшей суммой расстояний, если он удовлетворяет всем условиям.
Выбор программы до определения цели. Ошибка возникает, когда знакомый инструмент принимают за готовый план. Проверить себя можно вопросом: какой ответ должна дать модель и позволяет ли выбранная программа его получить.
Включение всех свойств объекта. Так поступают из стремления ничего не упустить, но лишние сведения усложняют модель и отвлекают от задачи. Проверьте каждое свойство: изменится ли нужный вывод, если его убрать.
Выбор знакомой формы без связи с задачей. Таблица или схема удобны не всегда, поэтому привычный вариант может скрыть важные связи. Проверьте, можно ли в выбранной форме представить все необходимые данные и получить требуемый результат.
Доверие к первому результату без проверки. В модели могли быть пропущены свойства или использованы неточные исходные данные. Повторите исследование на известных примерах, сравните результат с целью и проверьте исходные сведения.
Перед выбором плана нужно уметь формулировать задачу моделирования и отличать цель исследования от самого объекта. Например, объектом является маршрут, а целью — найти среди возможных маршрутов кратчайший.
Планирование опирается на темы информационных моделей и компьютерного моделирования. Если компьютерную модель исследуют изменением исходных данных и анализом результатов, выполняют компьютерный эксперимент.
Почему план создания модели выбирают после формулировки цели?
Цель показывает, на какой вопрос должна ответить модель. Без неё невозможно определить, какие свойства объекта включать, какую форму выбрать и как проверять результат.
Как понять, какие свойства объекта считать существенными?
Существенными считают свойства, которые влияют на решение поставленной задачи. Если изменение свойства не меняет нужный результат, его обычно можно не включать в модель.
Как выбрать форму представления модели?
Форму выбирают по характеру объекта и цели исследования. Таблица удобна для упорядоченных данных, схема — для связей, формула — для зависимостей, а программа — для вычислений и экспериментов.
Нужно ли заранее выбирать программу для создания модели?
Программу не следует выбирать первой. Сначала определяют цель, свойства и форму модели, а затем подбирают средство, которое позволит создать её и выполнить нужное исследование.
Как проверить, что выбранный план подходит для решения задачи?
Нужно проверить, содержит ли модель необходимые свойства и позволяет ли выбранный способ получить ответ на исходный вопрос. Результат сопоставляют с целью, а при несоответствии уточняют модель или сам план.
25.5. Выбор плана создания модели (этап 2)
