Кроссворд окружающий мир как иерархическая система. Моделирование и формализация

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.

Микромир – это молекулы, атомы, элементарные частицы - мир предельно малых, непосредственно не наблюдаемых микрообъектов, пространственная разномерность которых исчисляется от 10-8 до 10-16 см, а время жизни - от бесконечности до 10-24 с.

Макромир - мир устойчивых форм и соразмерных человеку величин, а также кристаллические комплексы молекул, организмы, сообщества организмов; мир макрообъектов, размерность которых соотносима с масштабами человеческого опыта: пространственные величины выражаются в миллиметрах, сантиметрах и километрах, а время - в секундах, минутах, часах, годах.

Мегамир - это планеты, звездные комплексы, галактики, метагалактики – мир огромных космических масштабов и скоростей, расстояние в котором измеряется световыми годами, а время существования космических объектов - миллионами и миллиардами лет.

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, так как он состоит из положительно заряженного протона и отрицательно заряженного электрона.

Целостность системы.

Необходимым условием сущес­твования системы является ее 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, жесткий 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 свое 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.

Системы и их свойства.

В переводе с греческого слово «система» означает «соединение, целое, составленное из частей». Эти части, или элементы, находятся в единстве, в рамках которого они определенным образом упорядочены, взаимосвязаны, оказывают друг на друга то или иное воздействие.

Управление также обладает свойством системности, поэтому изучение его механизма мы начинаем со знакомства с основными положениями теории систем. В соответствии с ней любая система обладает рядом основных признаков.

Во-первых , как уже говорилось, она представляет собой набор элементов, или отдельных частей, выделенных по тому или иному принципу, являющихся ее структурообразующими факторами и играющих роль подсистем. Последние, хотя и относительно самостоятельны, но различным образом взаимодействуют в рамках системы; в простейшей форме тем, что находятся рядом и граничат друг с другом; более сложными формами взаимодействия является обусловленность (порождение одним элементом другого) и взаимное влияние, оказываемое ими друг на друга. Для сохранения системы такое взаимодействие должно быть гармоничным.

В результате взаимодействия у элементов и формируются общесистемные качества, то есть признаки, свойственные.системе в целом и каждому из них в отдельности (например, человеческое тело в целом и каждый его орган осуществляют обменные процессы, имеют нервные клетки, постоянно обновляются и пр.

Свойства элементов (подсистем) определяют место последних во внутренней организации системы и реализуются в их функциях. Это проявляется в определенном влиянии на другие элементы, или объекты, находящиеся вне системы и способные это влияние воспринимать, преобразовывать и изменяться в соответствии с ним.

Во-вторых , система имеет границы, отделяющие ее от окружающей среды. Эти границы могут быть «прозрачными», допускающими проникновение в систему внешних влияний, и «непрозрачными», наглухо отделяющими ее от всего остального мира. Системы, осуществляющие свободный двусторонний обмен энергией, веществом, информацией со средой, получили название открытых; в противном случае говорится о закрытых системах, функционирующих относительно не зависимо от среды.

Если в систему вообще не поступают ресурсы извне, она имеет тенденцию к затуханию (энтропии) и прекращает свое существование (например, часы, если их не завести, останавливаются).

Открытые системы, самостоятельно черпающие необходимые для себя ресурсы из внешней среды, и преобразующие их для удовлетворения своих потребностей, в принципе неиссякаемы. В то же время, недостаточно, или наоборот, чрезмерно активный обмен со средой может систему разрушить (по причине нехватки ресурсов или неспособности их ассимилировать ввиду избыточного количества и разнообразия). Поэтому система должна находиться в состоянии внутреннего равновесия и баланса со средой. Это обеспечивает ее оптимальное приспособление к ней и успешное развитие.

Открытые системы стремятся к постоянным изменениям за счет специализации, дифференциации, интеграции элементов. Это ведет к усложнению связей, совершенствованию самой системы, позволяет достигать целей многими способами (для закрытых возможен только один), но требует дополнительных ресурсов.

В третьих , каждая система имеет определенную структуру, то есть упорядоченную совокупность взаимосвязанных элементов (иногда в обиходе понятие структура используется как синоним понятию организация).

Упорядоченность придает системе внутреннюю организацию, в рамках которой взаимодействие элементов подчиняется определенным принципам, законам. Системы, где такая организация минимальна, называются неупорядоченными, например, толпа на улице. Структура может в той или иной степени зависеть от особенностей самих элементов (например, взаимоотношения в чисто женском, мужском, детском или смешенном коллективах неодинаковы).

В-четвертых , в каждой системе есть некое явное системообразующее отношение или качество, которое в той или иной степени проявляется во всех остальных, обеспечивает их единство и целостность. Если оно определяется природой системы, то называется внутренними, в противном случае - внешним. В то же время, внутренние отношения могут распространяться и на другие системы (например, через подражание, заимствование опыта). Возможность реализации отношений и свойств системы исключительно на данной основе (субстрате) делает ее уникальной. В социальных системах кроме явного системообразующего отношения могут существовать неявные.

В-пятых , каждая система обладает определенными качествами. Многокачественность системы является следствием бесконечности связей и отношений, существующих на различных ее уровнях. Качества проявляются в отношении к другим объектам, причем, неодинаково. Например, один и тот же человек в роли руководителя может кричать на подчиненных и лебезить перед своим непосредственным начальником. Качества системы в определенной степени воздействуют на качество вошедших в них элементов, преобразуют их. Способность достигать этого характеризует силу системы.

В-шестых , системе присуща эмерджентность, то есть появление качественно новых свойств, отсутствующих у ее элементов, или не характерных для них. Таким образом, свойства целого не равны сумме свойств частей, хотя и зависят от них, а объединенные в систему элементы могут терять свойства, присущие им вне системы, или приобретать новые.

Нетождественность суммы качеств элементов качествам системы в целом обусловлена наличием структуры, поэтому структурные преобразования приводят к качественным, но последние могут происходить также и за счет количественных изменений. Таким образом, система может качественно изменяться, не меняя своей структуры, а в рамках одного и того же.количественного состава могут существовать несколько качественных состояний.

В-седьмых , система обладает обратной связью, под которой понимается определенная реакция ее в целом или отдельных элементов на импульсы друг друга и внешние воздействия.

Конспект урока

Тема урока: «Окружающий мир как иерархическая система».

Место: 9 класс, 1 урок по главе «Моделирование и формализация».

Тип урока: Урок объяснения нового материала и первичного закрепления знаний.

Цель: сформировать представление об окружающем мире как иерархической системе.

Задачи:

Обучающие: Формирование представления о разновидностях иерархической системы; познакомить учащихся с окружающим миром;

Развивающие: развитие логического мышления, расширение кругозора, развитие познавательного интереса.

Воспитательная: воспитание информационной культуры.

Оборудование: интерактивная доска, учебник.

План урока:

1. Организационный момент;

2. Изучение нового материала;

3. Закрепление;

4. Постановка домашнего задания, итог урока.

Этап урок

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

Презентация

Организационный момент

Здравствуйте, сегодня на уроке мы начинаем изучать новую главу моделирование и формализация.

Тема урока «Окружающий мир как иерархическая система».

Приветствуют учителя. Записывают тему урока.

Изучение нового материала

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.

Что такое окружающий мир?

Можем ли мы представить его в виде иерархического ряда объектов?

Что это за ряд объектов?

При этом на уровнях молекул и макротел в этом иерархическом ряду образуется ответвление - другой ряд, связанный с живой природой.

А в живой природе существует иерархия?

Кто или что является вершиной эволюции жизни на Земле?

Каждый человек в отдельности и общество в целом изучают окружающий мир и накапливают знания, на основании которых создаются искусственные объекты. (показывает на схему)

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).

Запишем определение, система состоит из объектов, которые называются элементами системы.

Необходимым условием существования системы является ее целостное функционирование.

Например, если сложить в кучу устройства, которые входят в состав компьютера (процессор, модули оперативной памяти, системную плату, жесткий диск, корпус, монитор, клавиатуру и мышь), то они будут образовывать систему?

А если я подключу устройства друг к другу?

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 свое существование как система!

Каждая система обладает определенными свойствами, которые, в первую очередь, зависят от набора составляющих ее элементов. Так, свойства химических элементов зависят от строения их атомов. Свойства системы зависят также от структуры системы, т. е. от типа отношений и связей элементов системы между собой. Если системы состоят из одинаковых элементов, но обладают разными структурами, то их свойства могут существенно различаться.

Записывают, что такое макромир и виды макрообъектов.

Записывают, что такое микромир.

Записывают, что такое мегамир.

Это то что нас окружает

Да, можем

Элементарные частицы, атомы, молекулы, макротела, звезд и галактик.

Да.

Является человек

Записывают определение.

Нет!

Да! Будут образовывать систему

Да! Нет!

Да!

Закрепление

Контрольные вопросы (представлены на слайде).

Выполните задание, которое представлено на слайде

Проверяем.

Отвечают на вопросы.

Выполняют задание в тетради

Сверяют свои ответы с доской.

Постановка домашнего задания, подведение итогов.

Запишите домашнее задание.

Подведем итоги.

О чем говорили на уроке?

Что было сложно?

Что было интересно?

Какие задания выполняли?

Спасибо за урок!

Записывают домашнее задание.

Отвечают на вопросы.

Слайд 2

Мы живем вмакромире, т. е. в мире, который состоит из объектов, по своим размерам сравнимых с человеком. Обычно макрообъекты разделяют на неживые (камень, льдина и т. д.), живые (растения, животные, сам человек) и искусственные(здания, средства транспорта, станки и механизмы, компью­теры и т. д.). Макромир. Гулливер в стране лилипутов

Слайд 3

Макрообъекты состоят из молекул и атомов, которые, в свою очередь, состоят из элементарных частиц, размеры которых чрезвычайно малы. Этот мир называется микромиром Микромир. Атом водорода и молекула воды.

Слайд 4

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 Мегамир. Солнечная система

Слайд 5

Галактика Звезды и планеты Макротела Молекулы Атомы Элементарные частицы Популяция Растения и животные Одноклеточные Человек Общество Знания Искусственные объекты (техника)

Слайд 6

Молекула воды H атом водорода можно рассматривать как систему, так как 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

Слайд 7

Отдельные объекты (устройства) целостная система (компьютер) если удалить одно из устройств компьютера (например, процессор), компьютер выйдет из строя, т. е. прекратит свое существование как система

Слайд 8

Слайд 9

Слайд 10

Свойства системы

Каждая система обладает определенными свойствами, которые, в первую очередь, зависят от набора составляющих ее элементов. Так, свойства химических элементов зависят от строения их атомов. Свойства системы зависят также от структуры системы, т. е. от типа отношений и связей элементов системы между собой. Если системы состоят из одинаковых элементов, но обладают разными структурами, то их свойства могут существенно различаться.

Урок по информатике

"Окружающий мир, как иерархическая система".

Тип урока: изучение новой темы.

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, проектор, интерактивная доска, презентация.

Структура урока:

Организационный момент (1,5 – 2 мин.)

Объяснение новой темы (6,5 – 7 мин.)

Тест на закрепление изученного материала (5 мин.)

Итоги (1,5 – 2 мин.)

Домашнее задание. (1 мин.)

Ход урока.

ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ МОМЕНТ

Здравствуйте ребята. Итак, мы приступим к изучению новой главы моделирование и формализация. Тема - «Окружающий мир как иерархическая система».

ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА

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.

Задание №1. (Слайд 12)

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

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, так как 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 2.

Целостность системы.

Необходимым условием существования системы является ее 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, жесткий 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 свое 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 3. На доске вы видите схему, 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.

ЗАДАНИЕ НА ДОМ

Составить кроссворд «Окружающий Мир как иерархическая система».

Окружающий мир как иерархическая система.

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.

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). Учитель: Запишем определение, Система состоит из объектов, которые называются элементами системы. Например, атом водорода можно рассматривать как систему, так как 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.

Целостность системы.

Необходимым условием существования системы является ее 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, жесткий 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 опе-рационной системы (слайд 4).

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 свое 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 об-ществе - социальными связями и отношениями между людьми, в технике - функциональными связями между устройствами и т. д.

Свойства системы.

Каждая система обладает определенными свойствами, которые, в первую очередь, зависят от набора составляющих ее элементов. Так, свойства химических элементов зависят от строения их атомов. Свойства системы зависят также от структуры системы, т. е. от типа отношений и связей элементов системы между собой. Если системы состоят из одинаковых элементов, но обладают разными структурами, то их свойства могут существенно различаться.