Конспект урока окружающий мир как иерархическая система. Открытый урок по информатике "Окружающий мир как иерархическая система" (9-й класс)

Мы живем в макромире,т. е. в мире, который состоит из объектов, по своим размерам сравнимых с человеком. Обычно макрообъекты разделяют на неживые (камень, льдина, бревно и т. д.), живые (растения, животные, человек) и искусственные (здания, средства транспорта, станки и механизмы, компьютеры и т. д.). Макрообъекты состоят из молекул и атомов, которые, в свою очередь, состоят из элементарных частиц, размеры которых чрезвычайно малы. Этот мир называется микромиром. Мы живем на планете Земля, которая входит в Солнечную систему, Солнце вместе с сотнями миллионов других звезд образует нашу галактику Млечный Путь, а миллиарды галактик образуют Вселенную. Все эти объекты имеют громадные размеры и образуют мегамир. Все многообразие объектов мега-, макро- и микромира состоит из вещества, при этом все материальные объекты взаимодействуют друг с другом и поэтому обладают энергией. Поднятое над поверхностью земли тело обладает механической энергией, нагретый чайник - тепловой, заряженный проводник - электрической, а ядра атомов - атомной. Окружающий мир можно представить в виде иерархического ряда объектов: элементарных частиц, атомов, молекул, макротел, звезд и галактик. При этом на уровнях молекул и макротел в этом иерархическом ряду образуется ответвление - другой ряд, связанный с живой природой. В живой природе также существует иерархия: одноклеточные - растения и животные - популяции животных. Вершиной эволюции жизни на Земле является человек, который не может жить вне общества. Каждый человек в отдельности и общество в целом изучают окружающий мир и накапливают знания, на основании которых создаются искусственные объекты. Все вышесказанное можно отобразить в виде схемы.

Каждый объект состоит из других объектов, т. е. представляет собой систему. Вместе с тем, каждый объект может входить в качестве элемента в систему более высокого структурного уровня. Является ли объект системой или элементом системы, зависит от точки зрения (целей исследования). Вместе с тем, атом водорода входит в молекулу воды, т. е. является элементом системы более высокого водорода и молекула структурного уровня.

В мире материальных систем существуют определенные иерархии - упорядоченные последовательности соподчинения и усложнения. Они служат эмпирической основой системологии. Все многообразие нашего мира можно представить в виде последовательно возникших иерархий.

Это природная, физико-химико-биологическая (ФХБ) иерархия и возникшая на ее основе социотехническая иерархия (СТ). Объединение систем из разных иерархий приводит к «смешанным» классам систем. Так, объединение систем из физико-химической части иерархии (ФХ - «среда») с живыми системами биологической части иерархии (Б - «биота») приводит к смешанному классу систем, называемых экологическими. Объединение систем из иерархий Б, С («человек») и Т («техника») приводит к классу хозяйственных, или технико-экономических, систем.

Природная иерархия - от элементарных частиц до современной биосферы - отражает ход эволюции материи. Ответвление СТ (социотехническая иерархия) - очень недавнее и кратковременное по вселенскому масштабу времени, но оказывающее сильное влияние на всю суперсистему. Схематически указано воздействие человеческого общества на природу, опосредованное техникой и технологиями (техногенез). Упомянутый ранее холистический подход предполагает рассмотрение совокупности этих иерархий как единой системы.

Классификация систем может быть проведена по различным признакам. Основной является группировка по трем категориям: естественно-научной, технической и социально-экономической. В естественных (биологических) системах место и функции каждого элемента, их взаимодействие и взаимосвязь предопределены природой, а совершенствование этой организации происходит по законам эволюции. В технических системах место и функции каждого механизма, узла и детали предопределены конструктором (технологом), который в процессе эксплуатации совершенствует ее. В социально-экономических системах место, функции и взаимосвязь элементов предопределяются управляющим (менеджером), им же корректируются и поддерживаются.

В зависимости от решаемой задачи можно выбрать разные принципы классификации.

Системы можно классифицировать следующим образом:

Материальные и знаковые;

Простые и сложные;

Естественные и искусственные;

Активные и пассивные;

Открытые и закрытые;

Детерминированные (жесткие) и стохастические (мягкие).

Объективно реальные материальные системы обычно определяются как совокупность объектов, объединенных некоторой формой регулярного взаимодействия или взаимозависимости для выполнения заданной функции (железная дорога, завод и пр.).

Среди систем, созданных человеком, есть и абстрактные, знаковые, чисто информационные системы, являющиеся продуктом познания, - мыслимые, идеальные и модельные системы. Их элементами являются не вещи, а понятия, сущности, взаимодействующие массивы и потоки информации: например, система математических уравнений; система аксиом Эвклида; система множеств; логические системы; система химических элементов; правовая система кодексов, система власти, система целей компании, правила дорожного движения и т.п.; и, конечно, Интернет.

Как правило, организации как системы (например, бизнес-организации и социальные организации) являются конкретными материальными системами, но в своих функциях и поведении содержат некоторые свойства абстрактных систем - систем инструкций, правил, предписаний, законов, учета, счетов и т.п.

За основу классификации систем по сложности разные авторы принимают различные признаки: размер системы, количество связей, сложность поведения системы. На наш взгляд, разделение на простые и сложные системы должно происходить на основании наличия цели и сложности заданной функции.

Простые системы, не имеющие цели и внешнего действия (атом, молекула, кристалл, механически соединенные тела, часовой механизм, термостат и т.п.) - это неживые системы. Сложные системы, имеющие цель и «выполняющие заданную функцию» - это живые системы, или системы, созданные живым: вирус, бактерия, нервная система, многоклеточный организм, сообщество организмов, экологическая система, биосфера, человек и материальные системы, созданные человеком, - механизмы, машины, компьютеры, Интернет, производственные комплексы, хозяйственные системы, глобальная техносфера и, конечно, различные организации.

В отличие от простых систем сложные системы способны к актам поиска, выбора и активного решения. Кроме того, они обязательно обладают памятью. Все это конкретные материальные системы. Они состоят из (или включают некоторое число) материальных элементов. Если взаимодействия между элементами имеют характер сил или переносов вещества, энергии и информации и могут изменяться во времени, мы имеем дело с динамическими системами. Они выполняют функции, относимые к внешней среде, - функции защиты от среды или работы по оптимизации среды, по меньшей мере, одну внешнюю функцию - функцию самосохранения.

Открытая система для достижения целей существенным образом взаимодействует с другими системами. Понятие открытой системы ввел Л. фон Берталанфи. Открытые системы способны обмениваться с внешней средой веществом, энергией и информацией, закрытые системы лишены этой способности. Любая социально-экономическая система принадлежит к классу открытых динамических систем. Именно к открытым динамическим системам применимо понятие самоорганизации.

Системы пытаются классифицировать по степени их организованности, подразумевая при этом структурированность (хорошо структурированные, плохо структурированные, неструктурированные). Позднее была предложена более простая классификация: хорошо организованные и плохо организованные, или диффузные, системы; еще позднее, когда появился класс самоорганизующихся систем, соответственно появилось и разделение их на саморегулирующиеся, самообучающиеся, самонастраивающиеся, самоадаптирующиеся. Но все эти классификации достаточно условны.

Графен - самый тонкий материал, известный человечеству, толщиной всего в один атом углерода. Он вошел в учебники по физике и в нашу реальность в 2004 году, когда исследователи из Манчестерского университета Андре Гейм и Константин Новоселов сумели его получить, используя обычную ленту-скотч для последовательного отделения слоев от обычного кристаллического графита, знакомого нам в виде карандашного стержня.

Популярность графена среди исследователей и инженеров растет день ото дня, поскольку он обладает необычными оптическими, электрическими, механическими и термическими свойствами. Многие эксперты предсказывают в недалеком будущем возможную замену кремниевых транзисторов более экономичными и быстродействующими графеновыми.

Графит - минерал, наиболее распространенная и устойчивая в земной коре модификация углерода. Структура слоистая. Огнеупорен, электропроводен, химически стоек. Используется в производстве плавильных тиглей, в литейном деле, при изготовлении электродов, щелочных аккумуляторов, карандашей и т. д. Блоки из чистого искусственного графита используют в ядерной технике, в качестве покрытия для сопел ракетных двигателей и т. д.

Алмаз - это кристаллический углерод. Углерод существует в нескольких твердых аллотропных модификациях, т.е. в различных формах, имеющих разные физические свойства. Алмаз - одна из модификаций углерода и самое твердое из известных веществ (твердость 10 по шкале Мооса).

Просмотр содержимого документа
«Разработка урока по информатике»

Разработка урока по информатике

Класс: 9

Едукова М. В.

Тема урока: Окружающий мир как иерархическая система.

Цели урока:

Образовательная – усвоить понятия «система», «иерархия», осознать то, что окружающий мир – это иерархическая система, в которой все элементы связаны между собой.

Воспитательная – сформировать коммуникативные навыки, умения работать в группе, сотрудничество.

Развивающая – сформировать умения выстраивать причинно-следственные связи, аргументировать свою точку зрения.

Оборудование на уроке:

ПК, проектор

Интерактивная доска.

Карты с текстами для анализа.

Слайды с изображениями.

Видео «От большого взрыва до наших дней за 90 секунд».

Приемы, используемые на уроке:

1. «Толстые» и «тонкие» вопросы.

2. Критическое мышление – метод «инсерт».

3. Проблемно-поисковый метод.

4. Синквейн.

Межпредметные связи: астрономия, химия, обществознание.

Структура урока:

Организационный момент.

Постановка цели . На экране воспроизводится фильм «История создания мира за 90 секунд» (Приложение № 1). Вопрос: О чем мы будем сегодня говорить? Какова тема урока? (об эволюции, о мире, о развитии Вселенной). Что бы вы хотели узнать на уроке? Что интересное, новое вы хотите унести с собой сегодня?

Актуализация знаний, УУД в начале урока.

На интерактивной доске понятия (Приложение 2):

Парная работа: каждому учащемуся нужно составить 3 предложения, используя любые из этих слов, прочитать соседу по парте.

Фронтальная работа: перетаскиванием по интерактивной доске выстроить все эти слова в схему.

Вопросы: Почему именно так вы построили схему? Что, по вашему мнению, должно быть в верхней части, в нижней части схемы?

Обсуждение, перестановка элементов.

Первичное восприятие теоретического учебного материала.

Записать определение:

Иерархия - порядок подчинённости низших звеньев высшим, организация их в структуру типа « дерево ».

Разделить учащихся на группы. Родившиеся весной – 1-я группа, летом – 2-я, осенью – 3-я, зимой – 4-я.

Задания для групп:

Приведите примеры подчинения:

2. в государстве

   в живой природе

5. Актуализация знаний:

На слайде изображения (приложение 2): двигателя автомобиля, солнечной системы, кровеносной системы человека, системы уравнений.

Ответить на вопросы: Что общего между рисунками? (состоят из элементов), Как называются объекты, состоящие из других объектов? (системы) Что произойдет, если из системы убрать хотя бы 1 элемент? (не будет функционировать).

Вывод: в системе все элементы взаимосвязаны.

Прием «инсерт».

Детям раздается текст (Приложение 3). Во время чтения текста необходимо делать на полях пометки, а после прочтения текста, заполнить таблицу, где значки станут заголовками граф таблицы: «V» – уже знал; «+» – новое; «–» – думал иначе; «?» – не понял, есть вопросы.

Обсуждение текста. Графит, графен и алмаз – это системы? (Да, так как кристаллические решетки состоят из множества элементов). Составляющие элементы – одни и те же (атомы углерода), почему вещества различные? (в решетке расположены по разному, графит – слоистый, графен – из одного слоя).

Вывод: системы из одних и тех же элементов могут быть разными.

На слайде фамилии всех учеников класса.

Между вами есть формальные(деловые) и неформальные (дружеские) связи.

Формальные коммуникации, связанные с учением, соединяют вас всех в единый коллектив класса, а неформальные группы формируются спонтанно, объединяя людей по интересам и общим качествам личности.

Нарисуйте стрелками на интерактивной доске (Приложение 2) неформальные связи между вами. (дети выходят, находят свое имя, показывают односторонними или двухсторонними стрелками связи с друзьями на графе)

Вывод: элементы в системах могут быть связаны по-разному.

Сформулируем свойства систем.

целостность

связь между элементами

связь с окружающей средой

организованность и др.

Оглянитесь, что вы видите вокруг? (людей, мебель, деревья за окном). Что вы не видите, но это есть вокруг вас? (микроорганизмы, атомы, молекулы, планета Земля, другие планеты, галактики). Значит, мы в разных мирах?

Мир, состоящий из объектов, сравнимых по размеру с человеком, это – макромир. Мегамир – состоит из громадных, по сравнению с человеком, объектов – планеты, звезды, галактики. Мельчайшие, не видимые глазу организмы, вирусы, молекулы веществ – это микромир.

Проблемные вопросы:

как взвесить молекулу? (1 вариант)

как взвесить планету? (2 вариант)

Принимаются самые неожиданные и нестандартные решения.

6. Рефлексия.

Составьте синквейн к слову «система»

(например:

целостная, организованная

функционирует, разрушается, взаимодействует

Наш мир – это иерархическая система.

Окружающий мир как иерархическая система (9 класс)

Тип урока: изучение новой темы.

Форма урока: урок-игра.

Класс: 9.

Цель урока: сформировать представление об окружающем мире как иерархической системе, для которого можно проводить моделирование.

Задачи:

Обучающая: познакомить учащихся с окружающим миром, сформировать представление о разновидностях иерархической системы;

Развивающая: развитие логического мышления, расширение кругозора, развитие познавательного интереса к уроку;

Воспитательные: воспитание информационной культуры, формирование умения работать в команде, распределять обязанности, воспитание чувства ответственности.

Оборудование: конспект, учебник, проектор, презентация, карточки с заданиями.

Структура урока:

Организационный момент (1,5-2 мин.)

Задание 1 (3 мин.)

Объяснение новой темы (6,5-7 мин.)

Задание 2 (6,5-7 мин.)

Задание 3 (7 мин.)

Физкультминутка (1,5-2мин.)

Задание 4 (9 мин.)

Тест на закрепление изученного материала (5 мин.)

Итоги (1,5-2 мин.)

Домашнее задание. (1 мин.)

(44-45 мин.)

Ход урока

ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ МОМЕНТ.

(Слайд 1)

Здравствуйте ребята. Сегодня мы с вами проведём не простой урок, а побываем на научно-практической конференции, где вы не только получите новые знания, но и сами примете участие в поиске ответов на поставленные вопросы. Итак, мы приступим к изучению новой главы моделирование и формализация. Тема - «Окружающий мир как иерархическая система».

И прежде чем приступить к работе, вам необходимо выполнить следующее задание.

(Слайд 2)

Необходимо придумать название команды. Каждый участник команды отвечает за выполнение определённых обязанностей. Должности написаны на листках на ваших столах.

Руководитель научной группы: координирует и направляет работу группы. Следит за сплочённостью команды, принимает решение в спорной ситуации.

Секретарь: фиксирует сделанные командой выводы.

Докладчик: доводит до слушателей решения и ответы команды на поставленные вопросы.

Помощники группы: основной «мозг» группы, решают задачи, отвечают на вопросы, организовывают обсуждения.

Важно помнить, что вы – команда. А, значит, должны работать сплочённо, только тогда работа будет продуктивной.

Представление групп.

ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА.

(Слайды 3-11)

Мы живём в макромире, т.е. в мире, который состоит из объектов, по своим размерам сравнимых с человеком. Обычно макрообъекты разделяют на неживые (камень, льдина, бревно и т.д.), живые (растения, животные, человек) и искусственные (здания, средства транспорта, станки и механизмы, компьютеры и т.д.). Макрообъекты состоят из молекул и атомов, которые, в свою очередь, состоят из элементарных частиц, размеры которых чрезвычайно малы. Этот мир называется микромиром. Мы живем на планете Земля, которая входит в Солнечную систему, Солнце вместе с сотнями миллионов других звёзд образует нашу галактику Млечный Путь, а миллиарды галактик образуют Вселенную. Все эти объекты имеют громадные размеры и образуют мегамир. Всё многообразие объектов мега-, макро- и микромира состоит из вещества, при этом все материальные объекты взаимодействуют друг с другом и поэтому обладают энергией. Поднятое над поверхностью земли тело обладает механической энергией, нагретый чайник – тепловой, заряженный проводник – электрической, а ядра атомов – атомной. Окружающий мир можно представить в виде иерархического ряда объектов: элементарных частиц, атомов, молекул, макротел, звёзд и галактик. При этом на уровнях молекул и макротел в этом иерархическом ряду образуется ответвление – другой ряд, связанный с живой природой. В живой природе также существует иерархия: одноклеточные – растения и животные – популяции животных. Вершиной эволюции жизни на Земле является человек, который не может жить вне общества. Каждый человек в отдельности и общество в целом изучают окружающий мир и накапливают знания, на основании которых создаются искусственные объекты.

Задание №2 (слайд 12).

На карточках вам представлен список. Отнести каждое слово в одну из 3-х групп: Микромир, Макромир, Мегамир.

Атом, молекула воды, человек, Юпитер, гора Шихан, ЭВМ, Млечный путь, протон, созвездие «Большая Медведица», электрон, медведь, Туманность Андромеды, береза, фотон, комета Галлея.

(Слайд 13)

Системы и элементы.

Каждый объект состоит из других объектов, т.е. представляет собой систему. Вместе с тем, каждый объект может входить в качестве элемента в систему более высокого структурного уровня. Является ли объект системой или элементом системы, зависит от точки зрения (целей исследования). Система состоит из объектов, которые называются элементами системы. Например, атом водорода можно рассматривать как систему, т.к. он состоит из положительно заряженного протона и отрицательно заряженного электрона.

Вместе с тем, атом водорода входит в молекулу воды, т.е. является элементом системы более высокого водорода и молекула структурного уровня.

Задание 3 (слайд 14). Дайте название системам и перечислить объекты из которых они состоит.

Физкультминутка.

Целостность системы.

Необходимым условием существования системы является её целостное функционирование. Система является не набором отдельных объектов, а совокупностью взаимосвязанных элементов. Например, если сложить в кучу устройства, которые входят в состав компьютера (процессор, модули оперативной памяти, системную плату, жёсткий диск, корпус, монитор, клавиатуру и мышь), то они не образуют систему. Компьютер, т.е. целостно функционирующая система, образуется только после физического подключения устройств друг к другу, включения питания и загрузки операционной системы

Если из системы удалить хотя бы один элемент, то она может перестать функционировать. Так, если удалить одно из устройств компьютера (например, процессор), компьютер выйдет из строя, т.е. прекратит своё существование как система. Взаимосвязь элементов в системах может иметь различную природу. В неживой природе взаимосвязь элементов осуществляется с помощью физических взаимодействий:

в системах мегамира (например, в Солнечной системе) элементы взаимодействуют между собой посредством сил всемирного тяготения;

в макротелах происходит электромагнитное взаимодействие между атомами;

в атомах элементарные частицы связаны ядерными и электромагнитными взаимодействиями.

В живой природе целостность организмов обеспечивается химическими взаимодействиями между клетками, в обществе – социальными связями и отношениями между людьми, в технике – функциональными связями между устройствами и т.д.

Задание 4 (слайды 15-16). На доске вы видите две схемы, но в ней есть недостающие элементы. Эти элементы записаны на карточке. Вам необходимо вписать слова в пропущенные места, так чтобы схема получилась верной. Сначала выполняете задание на местах, а затем, один участник команды показывает результат на доске.

Человек, атом, знания, популяции, молекулы, растения и животные, звезды и галактики.

Тест (Слайд 17).

1 вопрос. Окружающий мир имеет следующую структуру:

Одноранговую

Классическую

Иерархическую

2 вопрос. Выберите объекты, входящие в микромир:

Растения

Молекулы

Фотоны

Микросхема

3 вопрос. Мир, состоящий из объектов, сравнимых по размерам с человеком называется…

Микромир

Мегамир

Человеческим