Навколишній світ як ієрархічна система угриновичів. Світ як ієрархія систем. Завдання для груп

Графен- найтонший матеріал, відомий людству, завтовшки всього один атом вуглецю. Він увійшов у підручники з фізики і в нашу реальність у 2004 році, коли дослідники з Манчестерського університету Андре Гейм та Костянтин Новосьолов зуміли його отримати, використовуючи звичайну стрічку-скотч для послідовного відокремлення шарів від звичайного кристалічного графіту, знайомого нам у вигляді олівцевого стрижня.

Популярність графена серед дослідників та інженерів зростає з кожним днем, оскільки він володіє незвичайними оптичними, електричними, механічними та термічними властивостями. Багато експертів передбачають у недалекому майбутньому можливу заміну кремнієвих транзисторів більш економічними та швидкодіючими графеновими.

Графіт- мінерал, найбільш поширена та стійка в земній корі модифікація вуглецю. Структура шарувата. Вогнетривкий, електропровідний, хімічно стійкий. Використовується у виробництві плавильних тиглів, у ливарній справі, при виготовленні електродів, лужних акумуляторів, олівців і т. д. Блоки з чистого штучного графіту використовують у ядерній техніці як покриття для сопел ракетних двигунів і т. д.

Алмаз- Це кристалічний вуглець. Вуглець існує у кількох твердих алотропних модифікаціях, тобто. у різних формах, що мають різні фізичні властивості. Алмаз - одна з модифікацій вуглецю та найтвердіша з відомих речовин (твердість 10 за шкалою Моосу).

Перегляд вмісту документа
«Розробка уроку з інформатики»

Розробка уроку з інформатики

Клас: 9

Єдукова М. В.

Тема уроку: Навколишній світ як ієрархічна система.

Цілі уроку:

Освітня – засвоїти поняття «система», «ієрархія», усвідомити те, що світ – це ієрархічна система, у якій всі елементи пов'язані між собою.

Виховна – сформувати комунікативні навички, уміння працювати у групі, співробітництво.

Розвиваюча – сформувати вміння вибудовувати причинно-наслідкові зв'язки, аргументувати свою думку.

Обладнання на уроці:

ПК, проектор

Інтерактивна дошка.

Картки з текстами для аналізу.

Слайди із зображеннями.

Відео «Від великого вибуху до наших днів за 90 секунд».

Прийоми, що використовуються на уроці:

1. «Товсті» та «тонкі» питання.

2. Критичне мислення – метод «інсерт».

3. Проблемно-пошуковий метод.

4. Синквейн.

Міжпредметні зв'язки:астрономія, хімія, суспільствознавство.

Структура уроку:

Організаційний момент.

Постановка мети. На екрані відтворюється фільм «Історія створення світу за 90 секунд» (Додаток №1). Запитання: Про що ми сьогодні говоритимемо? Яка тема уроку? (Про еволюцію, про світ, про розвиток Всесвіту). Що ви хотіли б дізнатися на уроці? Що цікаве, нове ви хочете забрати з собою сьогодні?

Актуалізація знань, УУД на початку уроку.

На інтерактивній дошці поняття (Додаток 2):

атом	Галактика	Тварини	Система
Суспільство	Молекула	Знання	Людина
техніка	Рослини	Всесвіт	планета

Парна робота: кожному учневі потрібно скласти 3 пропозиції, використовуючи будь-які з цих слів, прочитати сусідові по парті.

Фронтальна робота: перетягуванням інтерактивною дошкою вибудувати всі ці слова в схему.

Запитання: Чому саме так ви побудували схему? Що, на вашу думку, має бути у верхній частині, у нижній частині схеми?

Обговорення, перестановка елементів.

"Тонкі" питання	"Товсті" питання
Запитання, що вимагають однослівної відповіді, питання репродуктивного плану. Хто знаходиться нагорі ієрархії? Що пов'язує ці елементи? Де у житті зустрічається ієрархічна структура? Яке слово з представлених поєднує всі інші?	Питання, які потребують роздумів, залучення додаткових знань, уміння аналізувати. Поясніть, чому людина не на вершині цієї структури? У чому різниця планети та зірки? Припустіть, що буде, якщо вилучити зі структури знання? Чи погоджуєтесь ви, що людина – «вінець природи»? Що це означає? Чи всі ці елементи можуть бути рівноправними і чому?

Первинне сприйняття теоретичного навчального матеріалу.

Записати визначення:

Ієрархія - порядок підпорядкованості нижчих ланок вищим, організація в структуру типу «дерево» .

Розділити учнів на групи. Народжені навесні – 1-а група, влітку – 2-а, восени – 3-я, взимку – 4-та.

Завдання для груп:

Наведіть приклади підпорядкування:

2. у державі

   у живій природі

5. Актуалізація знань:

На слайді зображення (додаток 2): двигун автомобіля, сонячної системи, кровоносної системи людини, системи рівнянь.

Відповісти на питання: Що спільного між малюнками? (складаються з елементів) Як називаються об'єкти, що складаються з інших об'єктів? (системи) Що станеться, якщо із системи прибрати хоча б 1 елемент? (Не функціонуватиме).

Висновок: у системі всі елементи взаємопов'язані.

Прийом "інсерт".

Дітям лунає текст (Додаток 3). Під час читання тексту слід робити на полях позначки, а після прочитання тексту заповнити таблицю, де значки стануть заголовками граф таблиці: «V» – вже знав; "+" - нове; «-» - думав інакше; "?" – не зрозумів, чи є питання.

Обговорення тексту.Графіт, графен та алмаз – це системи? (Так, оскільки кристалічні решітки складаються з багатьох елементів). Складові елементи – одні й самі (атоми вуглецю), чому речовини різні? (у ґратах розташовані по-різному, графіт – шаруватий, графен – з одного шару).

Висновок:системи з тих самих елементів можуть бути різними.

На слайді прізвища всіх учнів класу.

Між вами є формальні (ділові) та неформальні (дружні) зв'язки.

Формальні комунікації, пов'язані з навчанням, поєднують вас усіх у єдиний колектив класу, а неформальні групи формуються спонтанно, поєднуючи людей за інтересами та загальними якостями особистості.

Намалюйте стрілками на інтерактивній дошці (Додаток 2) неформальнізв'язок між вами. (Діти виходять, знаходять своє ім'я, показують односторонніми або двосторонніми стрілками зв'язку з друзями на графі)

Висновок:елементи у системах можуть бути пов'язані по-різному.

Сформулюємо властивості систем.

цілісність

зв'язок між елементами

зв'язок із навколишнім середовищем

організованість та ін.

Огляньтеся, що ви бачите навколо? (Людей, меблі, дерева за вікном). Що ви не бачите, але це є довкола вас? (Мікроорганізми, атоми, молекули, планета Земля, інші планети, галактики). Отже, ми у різних світах?

Світ, що складається з об'єктів, порівнянних за розміром із людиною, це – макросвіт. Мегамір- Складається з величезних, в порівнянні з людиною, об'єктів - планети, зірки, галактики. Найменші, не видимі оку організми, віруси, молекули речовин. це мікросвіт.

Проблемні питання:

як зважити молекулу? (1 варіант)

Як зважити планету? (2 варіант)

Приймаються найнесподіваніші та нестандартні рішення.

6. Рефлексія.

Складіть синквейн до слова «система»

(наприклад:

цілісна, організована

функціонує, руйнується, взаємодіє

Наш світ – це ієрархічна система.

Ми живемо в макросвіті, тобто у світі, що складається з об'єктів, за своїми розмірами, порівнянними з людиною. Зазвичай макрооб'єкти поділяють на неживі (камінь, крижина і т. д.), живі (рослини, тварини, сама людина) та штучні (будівлі, засоби транспорту, верстати та механізми, комп'ютери тощо). Макросвіт. Гулівер у країні ліліпутів

Ми живемо на планеті Земля, яка входить у Сонячну систему, Сонце разом із сотнями мільйонів інших зірок утворює нашу галактику Чумацький Шлях, а мільярди галактик утворюють Всесвіт. Всі ці об'єкти мають величезні розміри та утворюють мегамір Мегамір. сонячна система

Молекула води H атом водню можна як систему, оскільки він складається з позитивно зарядженого протона і негативно зарядженого електрона. Разом з тим атом водню входить до молекули води, тобто є елементом системи вищого водню і молекула структурного рівня.

З ВИЙСТВА СИСТЕМИ Кожна система має певні властивості, які, в першу чергу, залежать від набору складових її елементів. Так, властивості хімічних елементів залежить від будови їх атомів. Властивості системи залежить також від структури системи, тобто від типу відносин і зв'язків елементів системи між собою. Якщо системи складаються з однакових елементів, але мають різні структури, їх властивості можуть істотно відрізнятися.

Урок з інформатики

"Навколишній світ, як ієрархічна система".

Тип уроку: Вивчення нової теми.

Форма уроку: урок-гра.

Клас: 9.

№ уроку: 47.

Мета уроку: сформувати уявлення про навколишній світ як ієрархічну систему, для якого можна проводити моделювання.

Завдання:

Навчальна: познайомити учнів із навколишнім світом, сформувати уявлення про різновиди ієрархічної системи;

Розвиваюча: розвиток логічного мислення, розширення кругозору, розвиток пізнавального інтересу до уроку;

Виховні: виховання інформаційної культури, формування вміння працювати у команді, розподіляти обов'язки, виховання почуття відповідальності.

Обладнання: конспект, проектор, інтерактивна дошка, презентація, картки із завданнями.

Структура уроку:

1. Організаційний момент (1,5 – 2 хв.)
2. Завдання 1 (3 хв.)
3. Пояснення нової теми (6,5 – 7 хв.)
4. Завдання 2 (6,5 - 7 хв.)
5. Завдання 3 (7 хв.)
6. Фізкультхвилинка (1,5 - 2хв.)
7. Завдання 4 (9 хв.)
8. Тест на закріплення вивченого матеріалу (5 хв)
9. Підсумки (1,5 – 2 хв.)
10. Домашнє завдання. (1 хв.)

(44 - 45 хв.)

Хід уроку.

1. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ МОМЕНТ

(Слайд 1)

Здрастуйте хлопці. Сьогодні ми з вами проведемо не простий урок, а побуваємо на науково-практичній конференції, де ви не тільки отримаєте нові знання, а й самі візьмете участь у пошуку відповідей на поставлені запитання. Отже, ми приступимо до вивчення нового розділу моделювання та формалізація. Тема – «Навколишній світ як ієрархічна система».

І перш ніж розпочати роботу, вам необхідно виконати наступне завдання.

(Слайд 2)

Необхідно вигадати назву команди. Кожен учасник команди відповідає за виконання певних обов'язків. Посади написані на листках на столах.

Керівник наукової групи: координує та спрямовує роботу групи. Стежить за згуртованістю команди, приймає рішення у спірній ситуації.

Секретар: фіксують зроблені командою висновки.

Доповідач: Доводить до слухачів рішення та відповіді команди на поставлені запитання.

Помічники групи: Основний «мозок» групи, вирішують завдання, відповідають питання, організовують обговорення.

Важливо пам'ятати, що ви команда. Отже, повинні працювати згуртовано, тільки тоді робота буде продуктивною.

Подання груп.

1. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

(Слайд 3)

Ми живемо в макросвіті,тобто у світі, що складається з об'єктів, за своїми розмірами можна порівняти з людиною. Зазвичай макрооб'єкти поділяють на неживі (камінь, крижину, колоду і т. д.), живі (рослини, тварини, людина) та штучні (будівлі, засоби транспорту, верстати та механізми, комп'ютери тощо). Макрообъекты складаються з молекул та атомів, які, своєю чергою, складаються з елементарних частинок, розміри яких надзвичайно малі. Цей світ називаєтьсямікросвітом. Ми живемо на планеті Земля, яка входить у Сонячну систему, Сонце разом із сотнями мільйонів інших зірок утворює нашу галактику Чумацький Шлях, а мільярди галактик утворюють Всесвіт. Всі ці об'єкти мають величезні розміри та утворюютьмегасвіт. Все різноманіття об'єктів мега-, макро- і мікросвіту складається з речовини, при цьому всі матеріальні об'єкти взаємодіють один з одним і тому маютьенергією. Підняте над поверхнею землі тіло має механічну енергію, нагрітий чайник - тепловий, заряджений провідник - електричний, а ядра атомів - атомний. Навколишній світ можна у вигляді ієрархічного ряду об'єктів: елементарних частинок, атомів, молекул, макротіл, зірок і галактик. У цьому рівнях молекул і макротіл у тому ієрархічному ряду утворюється відгалуження - інший ряд, що з живої природою. У живій природі також існує ієрархія: одноклітинні – рослини та тварини – популяції тварин. Вершиною еволюції життя Землі є людина, яка може жити поза суспільством. Кожна людина окремо і суспільство загалом вивчають навколишній світ і накопичують знання, виходячи з яких створюються штучні об'єкти.(слайд 11)

Завдання №1. (Слайд 12)

На картках вам наведено список. Віднести кожне слово до однієї з 3-х груп: Мікросвіт, Макросвіт, Мегамір.

(Слайд 13)

Системи та елементи.

Кожен об'єкт складається з інших об'єктів, тобто є системою. Разом про те, кожен об'єкт може входити як елемент у систему вищого структурного рівня. Чи є об'єкт системою чи елементом системи, залежить від погляду (цілей дослідження).Система складається з об'єктів, які називаютьсяелементами системи.Наприклад, атом водню можна як систему, оскільки він складається з позитивно зарядженого протона і негативно зарядженого електрона.

Разом про те, атом водню входить у молекулу води, т. е. є елементом системи вищого водню і молекула структурного рівня.

Завдання 2. (Слайд 14)

Цілісність системи.

Необхідною умовою існування системи є їїцілісне функціонування.Система не набором окремих об'єктів, а сукупністю взаємозалежних елементів. Наприклад, якщо скласти в купу пристрою, які входять до складу комп'ютера (процесор, модулі оперативної пам'яті, системну плату, жорсткий диск, корпус, монітор, клавіатуру та мишу), вони не утворюють систему. Комп'ютер, т. е. система, що цілісно функціонує, утворюється тільки після фізичного підключення пристроїв один до одного, включення живлення і завантаження операційної системи

Якщо з системи видалити хоча б один елемент, вона може перестати функціонувати. Так, якщо видалити один із пристроїв комп'ютера (наприклад, процесор), комп'ютер вийде з ладу, тобто припинить своє існування як система. Взаємозв'язок елементів у системах може мати різну природу. У неживій природі взаємозв'язок елементів здійснюється за допомогою фізичних взаємодій:

1. у системах мегасвіту (наприклад, у Сонячній системі) елементи взаємодіють між собою у вигляді сил всесвітнього тяжіння;
2. у макротілах відбувається електромагнітна взаємодія між атомами;
3. в атомах елементарні частинки пов'язані ядерними та електромагнітними взаємодіями.

У живій природі цілісність організмів забезпечується хімічними взаємодіями між клітинами, у суспільстві – соціальними зв'язками та відносинами між людьми, у техніці – функціональними зв'язками між пристроями тощо.

Завдання 3. (Слайд 25-26)На дошці ви бачите схему, але в ній є елементи, що відсутні. Ці елементи записані на картці. Вам необхідно вписати слова в пропущені місця, щоб схема вийшла вірною. Спочатку виконуєте завдання на місцях, а потім один учасник команди показує результат на дошці.

Людина, атом, знання, популяції, молекули, рослин і тварин, зірок і галактики.

Тест.

1 питання. Навколишній світ має таку структуру:

1. Однорангову
2. Класичну
3. Ієрархічну

2 питання. Виберіть об'єкти, що входять до мікросвіту:

1. Рослини
2. Молекули
3. Фотони
4. Мікросхема

3 питання. Світ, що складається з об'єктів, порівнянних за розмірами з людиною, називається…

1. Мікросвіт
2. Мегамір
3. Людським
4. Макросвіт

4 питання. Об'єкти, що входять до складу системи, називаються…

1. складовими частинами
2. Елементами системи
3. Елементарними частинками
4. Переліком об'єктів

5 питання. Світ, які з об'єктів, мають величезні розміри – це…

1. Мікросвіт
2. Мегамір
3. Людським
4. Макросвіт

Відповіді:

1. Б, В

Підсумки уроку.

1. Що нового ви дізналися на сьогоднішньому уроці?
2. Чому навчилися?
3. Вам сподобався цей урок?
4. Які висновки ви зробили з уроку?

ЗАВДАННЯ НА ДІМ

Скласти кросворд «Навколишній Світ як ієрархічна система».

Попередній перегляд:

Картка №1

Вам надано список. Віднести кожне слово до однієї з 3-х груп: Мікросвіт, Макросвіт, Мегамір.

Атом, молекула води, людина, Юпітер, гора Шихан, ЕОМ, Чумацький шлях, протон, сузір'я «Велика Ведмедиця», електрон, ведмідь, Туманність Андромеди, береза, фотон, комета Галлея.

Заповніть таблицю

Мікросвіт	Макросвіт	Мегамір

Картка №2

Дайте назву системам та перерахувати об'єкти з яких вони складається.

Картка №3

На дошці ви бачите схему, але в ній є елементи, що відсутні. Ці елементи записані нижче. Вам необхідно вписати слова в пропущені місця, щоб схема вийшла вірною. Спочатку виконуєте завдання на місцях, а потім один учасник команди показує результат на дошці.

Відсутні слова: атоми, знання, молекули, суспільство, зірки та планети, популяції, рослини та тварини

Ми живемо у макросвіті,т. е. у світі, що складається з об'єктів, за своїми розмірами можна порівняти з людиною. Зазвичай макрооб'єкти поділяють на неживі (камінь, крижину, колоду і т. д.), живі (рослини, тварини, людина) та штучні (будівлі, засоби транспорту, верстати та механізми, комп'ютери тощо). Макрообъекты складаються з молекул та атомів, які, своєю чергою, складаються з елементарних частинок, розміри яких надзвичайно малі. Цей світ називається мікросвітом. Ми живемо на планеті Земля, яка входить у Сонячну систему, Сонце разом із сотнями мільйонів інших зірок утворює нашу галактику Чумацький Шлях, а мільярди галактик утворюють Всесвіт. Всі ці об'єкти мають величезні розміри та утворюють мегасвіт. Все різноманіття об'єктів мега-, макро- і мікросвіту складається з речовини, при цьому всі матеріальні об'єкти взаємодіють один з одним і тому мають енергію. Підняте над поверхнею землі тіло має механічну енергію, нагрітий чайник - тепловий, заряджений провідник - електричний, а ядра атомів - атомний. Навколишній світ можна у вигляді ієрархічного ряду об'єктів: елементарних частинок, атомів, молекул, макротіл, зірок і галактик. У цьому рівнях молекул і макротіл у тому ієрархічному ряду утворюється відгалуження - інший ряд, що з живої природою. У живій природі також існує ієрархія: одноклітинні – рослини та тварини – популяції тварин. Вершиною еволюції життя Землі є людина, яка може жити поза суспільством. Кожна людина окремо і суспільство загалом вивчають навколишній світ і накопичують знання, виходячи з яких створюються штучні об'єкти. Усе сказане вище можна відобразити у вигляді схеми.

Кожен об'єкт складається з інших об'єктів, тобто є системою. Разом про те, кожен об'єкт може входити як елемент у систему вищого структурного рівня. Чи є об'єкт системою чи елементом системи, залежить від погляду (цілей дослідження). Разом про те, атом водню входить у молекулу води, т. е. є елементом системи вищого водню і молекула структурного рівня.

У світі матеріальних систем існують певні ієрархії - упорядковані послідовності підпорядкування та ускладнення. Вони є емпіричною основою системології. Все різноманіття нашого світу можна у вигляді послідовно виниклих ієрархій.

Це природна, фізико-хіміко-біологічна (ФХБ) ієрархія і соціотехнічна ієрархія (СТ), що виникла на її основі. Об'єднання систем із різних ієрархій призводить до «змішаних» класів систем. Так, поєднання систем з фізико-хімічної частини ієрархії (ФГ – «середовище») з живими системами біологічної частини ієрархії (Б – «біота») призводить до змішаного класу систем, званих екологічними. Об'єднання систем з ієрархій Б, З («людина») і Т («техніка») призводить до класу господарських, чи техніко-економічних, систем.

Природна ієрархія – від елементарних частинок до сучасної біосфери – відбиває перебіг еволюції матерії. Відгалуження СТ (соціотехнічна ієрархія) - дуже недавнє і короткочасне за вселенським масштабом часу, але сильний вплив на всю суперсистему. Схематично зазначено вплив людського суспільства на природу, опосередкований технікою та технологіями (техногенез). Згаданий раніше холістичний підхід передбачає розгляд сукупності цих ієрархій як єдиної системи.

Класифікація систем може бути проведена за різними ознаками. Основним є угруповання за трьома категоріями: природничо-науковою, технічною та соціально-економічною. У природних (біологічних) системах місце та функції кожного елемента, їх взаємодія та взаємозв'язок зумовлені природою, а вдосконалення цієї організації відбувається за законами еволюції. У технічних системах місце та функції кожного механізму, вузла та деталі зумовлені конструктором (технологом), який у процесі експлуатації вдосконалює її. У соціально-економічних системах місце, функції та взаємозв'язок елементів визначаються керуючим (менеджером), ним же коригуються та підтримуються.

Залежно від розв'язуваної задачі можна вибрати різні принципи класифікації.

Системи можна класифікувати так:

Матеріальні та знакові;

Прості та складні;

Природні та штучні;

Активні та пасивні;

Відкриті та закриті;

Детерміновані (жорсткі) та стохастичні (м'які).

Об'єктивно реальні матеріальні системи зазвичай визначаються як сукупність об'єктів, об'єднаних деякою формою регулярного взаємодії чи взаємозалежності до виконання заданої функції (залізниця, завод тощо.).

Серед систем, створених людиною, є й абстрактні, знакові, чисто інформаційні системи, які є продуктом пізнання – мислимі, ідеальні та модельні системи. Їхніми елементами є не речі, а поняття, сутності, взаємодіючі масиви та потоки інформації: наприклад, система математичних рівнянь; система аксіом Евкліда; система множин; логічні системи; система хімічних елементів; правова система кодексів, система влади, система цілей компанії, правила дорожнього руху тощо; і, звісно, ​​Інтернет.

Як правило, організації як системи (наприклад, бізнес-організації та соціальні організації) є конкретними матеріальними системами, але у своїх функціях та поведінці містять деякі властивості абстрактних систем – систем інструкцій, правил, розпоряджень, законів, обліку, рахунків тощо.

За основу класифікації систем за складністю різні автори сприймають різні ознаки: розмір системи, кількість зв'язків, складність поведінки системи. На наш погляд, поділ на прості та складні системи має відбуватися на підставі наявності мети та складності заданої функції.

Прості системи, що не мають мети та зовнішньої дії (атом, молекула, кристал, механічно з'єднані тіла, годинниковий механізм, термостат тощо) – це неживі системи. Складні системи, що мають на меті і «виконують задану функцію» - це живі системи, або системи, створені живим: вірус, бактерія, нервова система, багатоклітинний організм, суспільство організмів, екологічна система, біосфера, людина та матеріальні системи, створені людиною, - механізми , машини, комп'ютери, Інтернет, виробничі комплекси, господарські системи, глобальна техносфера та, звичайно, різні організації.

На відміну від простих систем, складні системи здатні до актів пошуку, вибору та активного рішення. Крім того, вони обов'язково мають пам'ять. Усе це конкретні матеріальні системи. Вони складаються (або включають деяке число) матеріальних елементів. Якщо взаємодії між елементами мають характер сил чи переносів речовини, енергії та інформації та можуть змінюватися у часі, ми маємо справу з динамічними системами. Вони виконують функції, що відносяться до зовнішнього середовища, - функції захисту від середовища або роботи з оптимізації середовища, щонайменше одну зовнішню функцію - функцію самозбереження.

Відкрита система задля досягнення цілей істотно взаємодіє з іншими системами. Поняття відкритої системи запровадив Л. фон Берталанфі. Відкриті системи здатні обмінюватися із зовнішнім середовищем речовиною, енергією та інформацією, закриті системи позбавлені цієї здатності. Будь-яка соціально-економічна система належить до класу відкритих динамічних систем. Саме до відкритих динамічних систем застосовується поняття самоорганізації.

Системи намагаються класифікувати за рівнем їхньої організованості, маючи на увазі при цьому структурованість (добре структуровані, погано структуровані, неструктуровані). Пізніше було запропоновано простіша класифікація: добре організовані і погано організовані, чи дифузні, системи; ще пізніше, коли з'явився клас самоорганізованих систем, відповідно з'явилося і поділ їх на саморегулюючі, самонавчаються, самоналаштовуються, самоадаптуються. Але ці класифікації досить умовні.