Моделирование биологических процессов в excel 11 класс как сделать
Тема урока: Моделирование биологических процессов.
Тип урока: закрепления полученных знаний и способов деятельности.
Цели урока: - закрепить знания учащихся:
о моделировании биологических процессов в электронных таблицах;
- воспитать чувство ответственности, аккуратность;
- развить логическое и пространственное мышление.
Формы организации учебной работы : самостоятельная работа с раздаточным материалом, работа с учебником.
Литература: Информатика и ИКТ: Задачник по моделированию/ Под редакцией проф. Н. В. Макаровой. СПб.: Питер, 2008. стр. 102-108
Сообщить учащимся тему и цели урока.
Объяснение нового материала:
Задача БИОРИТМЫ
I этап. Постановка задачи
ОПИСАНИЕ ЗАДАЧИ
Существует гипотеза, что жизнь человека подчиняется трем циклическим процессам, называемым биоритмами. Эти циклы описывают три стороны самочувствия человека: физическую, эмоциональную и интеллектуальную. Биоритмы характеризуют подъемы и спады нашего состояния. Считается, что «взлетам» графика, представляющего собой синусоидальную зависимость, соответствуют более благоприятные дни. дни, в которые график переходит через ось абсцисс, считаются неблагоприятными. Не все считают эту теорию строго научной, но многие верят в нее. Более того, в некоторых странах мира в критические дни, когда ось абсцисс пересекают одновременно две или три кривые, людям профессий с повышенным уровнем риска (летчикам, каскадерам и т. п.) предоставляются выходные дни.
За точку отсчета всех трех биоритмов берется день рождения человека. Момент рождения для человека очень труден, ведь все три биоритма в этот день пересекают ось абсцисс. С точки зрения биологии это достаточно правдоподобно, ведь ребенок, появляясь на свет, меняет водную среду обитания на воздушную. Происходит глобальная перестройка всего организма.
Физический биоритм характеризует жизненные силы человека, то есть его физическое самочувствие. Периодичность его составляет 23 дня.
Эмоциональный биоритм характеризует внутренний настрой человека, его способность эмоционального восприятия окружающего. Продолжительность периода эмоционального цикла равна 28 дням.
Третий биоритм характеризует мыслительные способности, интеллектуальное состояние человека. Цикличность его — 33 дня.
Предлагается осуществить моделирование биоритмов для конкретного человека от указанной текущей даты (дня отсчета) на месяц вперед с целью дальнейшего анализа модели.
ЦЕЛЬ МОДЕЛИРОВАНИЯ
На основе анализа индивидуальных биоритмов прогнозировать неблагоприятные дни, выбирать благоприятные дни для разного рода деятельности.
ФОРМАЛИЗАЦИЯ ЗАДАЧИ
Объектом моделирования в этой задаче может быть любой человек или группа людей, для которых известна дата рождения.
II этап. Разработка модели
Указанные циклы можно описать приведенными ниже выражениями, в которых переменная х — количество прожитых человеком дней:
КОМПЬЮТЕРНАЯ МОДЕЛЬ
Для моделирования выберем среду табличного процессора. В этой среде информационная и математическая модели объединяются в таблицу, которая содержит две области:
расчетные данные (результаты).
Составьте компьютерную модель по приведенному образцу. Введите в ячейки исходные данные, расчетные формулы:
Примечание . Обратите внимание! В каждую формулу входит выражение (А9—$В$4), которое вычисляет количество дней, прожитых человеком. И хотя это выражение содержит ссылки на ячейки, в которых записаны даты, среда табличного процессора автоматически вычисляет каждую дату как количество дней, прошедших с 1 января 1900 года, а затем определяет разность между ними. При записи формул использовать вставку стандартных функций SIN (…) и ПИ(. ).
Дата заполняется по формату 00.00.0000. Если дата набрана правильно, то ячейке автоматически будет присвоен формат дата. Признаком правильного набора даты является выравнивание значения вправо.
III этап. Компьютерный эксперимент
ПЛАН ЭКСПЕРИМЕНТА
ТЕСТИРОВАНИЕ
Провести тестирование модели. По результатам расчетов построить общую диаграмму для трех биоритмов.
ЭКСПЕРИМЕНТ
Произвести расчеты для других исходных данных. Исследовать показания биоритмов (благоприятные и неблагоприятные дни для различных видов деятельности).
ПРОВЕДЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ТЕСТИРОВАНИЕ
1. Сравните результаты, полученные после ввода формул, с результатами, приведенными в примере расчета.
ПРИМЕР РАСЧЕТА
Совпадение значений с контрольным образцом показывает правильность введения формул.
2. Постройте диаграмму (рисунок 3.2).
3. По диаграмме определите дни, в которых значение биоритма равно нулю.
4. Сохраните выполненную работу в файле Биоритмы.
ЭКСПЕРИМЕНТ. Расчет биоритмов реального человека
1. Введите в ячейки В4 и В5 дату рождения конкретного человека.
2. Проследите пересчет значений и изменения на диаграмме.
3. Определите неблагоприятные дни для конкретного человека.
I V этап. Анализ результатов моделирования
1. Проанализировав диаграмму, выбрать неблагоприятные для сдачи зачета по физкультуре дни (плохое физическое состояние).
2. Выбрать день для похода в цирк, театр или на дискотеку (эмоциональное состояние хорошее).
3. По кривой интеллектуального состояния выбрать дни, когда ответы на уроках будут наиболее/наименее удачными.
4. Как вы думаете, что будет показывать график, если сложить все три биоритма? Можно ли по такой кривой что-либо определить?
ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
Совместимость людей по биоритмам.
Когда у двух людей совпадают или очень близки графики по одному, двум или даже всем трем биоритмам, то можно предположить довольно высокую совместимость этих людей. Построить модель физической, эмоциональной и интеллектуальной совместимости двух друзей.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОСТРОЕНИЮ КОМПЬЮТЕРНОЙ МОДЕЛИ
1. Открыть файл Биоритмы.
2. Выделить ранее рассчитанные столбцы своих биоритмов, скопировать их и вставить в столбцы Е, F , G , используя команду Правка Специальная вставка | Переключатель значения.
З. Ввести в ячейку D 4 дату рождения друга. Модель мгновенно просчитается для новых данных.
4. В столбцах Н, I , J провести расчет суммарных биоритмов по формулам.
5. По столбцам Н, I , J построить линейную диаграмму физической, эмоциональной и интеллектуальной совместимости. Пример суммарной диаграммы представлен на рисунке 3.3. Максимальные значения по оси у на диаграмме указывают на степень совместимости: если размер по у превышает 1,5, то вы с другом в хорошем контакте.
6. Описать результаты анализа модели, ориентируясь на следующие вопросы:
• Что, на ваш взгляд, показывают суммарные графики биоритмов? Что можно по ним определить?
Какая из трех кривых показывает вашу наилучшую/наихудшую совместимость с другом?
• Проанализировав диаграмму, выбрать наиболее благоприятные дни для совместного с другом участия в командной игре, например в футбольной команде. Можно ли вам с другом вообще выступать в соревнованиях как команда? Ответ обоснуйте.
• Выбрать дни, когда вам не рекомендуется общаться. Что можно ожидать в эти дни?
• Спрогнозировать результат вашего совместного разгадывания конкурсного кроссворда в указанные дни месяца, например, 10-го, 15-го и 21-го.
• В какой области деятельности вы могли бы преуспеть в паре с другом?
Подведение итогов:
Домашнее задание: Информатика и ИКТ: Задачник по моделированию/ Под редакцией проф. Н. В. Макаровой. СПб.: Питер, 2008. стр. 102-108
Существует гипотеза, что жизнь человека подчиняется трем циклическим процессам, называемым биоритмами. Эти циклы описывают три стороны самочувствия человека: физическую, эмоциональную и интеллектуальную. Биоритмы характеризуют подъемы и спады нашего состояния. Считается, что «взлетам» графика, представляющего собой синусоидальную зависимость, соответствуют более благоприятные дни. Дни, в которые график переходит через ось абсцисс, считаются неблагоприятными.
Не все считают эту теорию строго научной, но многие верят в нее. Более того, в некоторых странах мира в критические дни, когда ось абсцисс пересекают одновременно две или тир кривые, людям профессий с повышенным уровнем риска (летчикам, каскадерам и т.п.) предоставляются выходные дни.
Создание теории существования биоритмов приходится на начало XX века, когда два абсолютно независимых исследователя пришли к одним и тем же выводам в отношении физического и психологического циклов. Это были Герман Свобода (Вена) и Вильгельм Флисс (Берлин). Сообразить на троих предложил Австриец Фридрих Тельчер (Инсбрук). В дальнейшем он же обнаружил и четвёртый цикл – интуитивный (37 дней), однако в связи со сложностью его применения великой популярности он так и не получил.
За точку отсчета всех трех биоритмов берется день рождения человека. Момент рождения для человека очень труден, ведь все три биоритма в этот день пересекают ось абсцисс. С точки зрения биологии это достаточно правдоподобно, ведь ребенок, появляясь на свет, меняет водную среду обитания на воздушную. Происходит глобальная перестройка всего организма.
Физический биоритм характеризует внутренний настрой человека, т.е. его физическое самочувствие. Периодичность его составляет 23 дня.
Эмоциональный биоритм характеризует внутренний настрой человека, его способность эмоционального восприятия окружающего. Продолжительность периода эмоционального цикла равна 28 дням.
Третий биоритм характеризует мыслительные способности, интеллектуальное состояние человека. Цикличность его – 33 дня.
Предлагается осуществить моделирование биоритмов для конкретного человека и для двух друзей, от 1 текущей даты (дня отсчета) на месяц вперед с целью дальнейшего анализа модели
Цель моделирования
На основе анализа графика биоритмов выбрать благоприятные и неблагоприятные дни для конкретного человека.
На основе анализа суммарных биоритмов прогнозировать совместимость людей, выбрать благоприятные и неблагоприятные дни, для разного рода деятельности.
Формализация задачи
Объектом моделирования в этой задаче может быть любой человек или группа людей, для которых известна дата рождения.
II этап. Разработка модели
Информационная модель
Указанные циклы можно описать приведенными ниже выражениями, в которых переменная k – количество прожитых человеком дней:
Количество прожитых дней k = Дата исследования – Дата рождения
Компьютерная модель
- исходные данные (дата рождения, даты исследования)
- расчетные данные (результаты).
Составьте компьютерную модель по приведенному образцу. Введите в ячейки исходные данные, расчетные формулы. При записи формул используйте вставку стандартных математических функций SIN(…) и ПИ(…).
III этап. Компьютерный эксперимент
ПЛАН ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА – смотри ПРИЛОЖЕНИЕ 1, раздается каждому учащемуся.
1. Постройте компьютерную модель в среде MS Excel.
2. Проведите тестирование модели для указанной в расчетах даты.
Совпадение значений с контрольным образцом показывает правильность введения формул.
3. Введите в ячейки В1 вашу дату рождения. Проследите перерасчет значений и изменений на диаграмме.
Ответить на вопросы.
- Выделите ранее рассчитанные столбцы своих биоритмов (ячейки с В3 по Е21), скопируйте их , поставьте курсор в ячейку G3 и вставьте столбцы, используя команду :
Меню: Правка ––> Специальная вставка ––>Вставить значения ––> Ok
- Ввести в ячейку В1 дату рождения друга. Модель мгновенно просчитается для новых данных.
- В столбцах J, K, L провести расчет суммарных биоритмов по формулам.
- По столбцам J, K, L построить линейную диаграмму (Мастер диаграмм Нестандартные Гладкие графики …) физической, эмоциональной и интеллектуальной совместимости.
IV этап. Анализ результатов моделирования
Максимальные значения по оси у на диаграмме указывает на степень совместимости: если размер по у превышает 1,5 , то вы с другом в хорошем контакте.
Описать результаты анализа модели, ориентируясь на следующие вопросы:
- Какое эмоциональное настроение будет у вас в праздничные дни?
- Какое интеллектуальное состояние у вас в конце четверти?
- Каковы ваши физические силы на каникулах? Что вам лучше остаться дома и почитать или покататься на коньках, лыжах.
- Как провести Новогодний праздник в шумной компании друзей или спокойной семейной обстановке, по какому биоритму это можно проверить?
Описать результаты анализа модели, ориентируясь на следующие вопросы по 2 части:
1. Что, на ваш взгляд, показывают суммарные графики биоритмов? Что можно по ним определить?
2. Какая из трех кривых показывает вашу наилучшую/наихудшую совместимость с другом?
3. Как вы проведете каникулы вместе или нет, какой день самый благоприятный для поездки в кино, для совместного выезда на турбазу,?
4. Выбрать дни, когда вам не рекомендуется общаться. Что можно ожидать в эти дни?
5. В какой области деятельности вы могли бы преуспеть в паре с другом?
V этап. Итог урока. Выставление оценок
– Какие навыки работы с электронными таблицами вы повторили?
– Что вызвало затруднение?
– Что вы для себя возьмете с этого урока?
Предложить учащимся провести эксперимент и пронаблюдать соответствие биологических процессов.
Задача построение графиков биоритмов человека: его физического, эмоционального и интеллектуального состояния, используя тригонометрические функции для их рассчетов.
Проанализировав диаграмму, ответить на вопросы
- Выбрать неблагоприятные дни для сдачи зачета по физкультуре (плохое физическое состояние).
- Выбрать день для похода в цирк, театр или на дискотеку (эмоциональное состояние хорошее).
- По кривой интеллектуального состояния выбрать дни, когда ответы на уроках будут наиболее/ наименее удачными.
Далее выполнить самостоятельные задания:
Создать модель физической, эмоциональной и интеллектуальной совместимости двух друзей на конкретный период
Просмотр содержимого документа
«Моделирование биоритмов человека в Excel»
Задача «Моделирование биоритмов человека»
Постановка задачи.
Создать модель физического, эмоционального и интеллектуального состояния человека на конкретный период.
Период физического цикла – 23 дня.
Период эмоционального цикла – 28 дней.
Период интеллектуального цикла – 33 дня.
Разработка модели.
Формулы расчетов:
Физическое состояние = .
Эмоциональное состояние = .
Интеллектуальное состояние = .
Количество прожитых дней = порядковый день – дата рождения
Схема размещения данных и формул:
3. Компьютерный эксперимент.
1. Создать свою папку. Загрузить Microsoft Excel
2. Объединить ячейки A1:D2. Ввести название - Моделирование биоритмов человека
3. В ячейку А3 - надпись - Исходные данные
4. В ячейку А4 - надпись - Неуправляемые параметры (константы)
5. В ячейку С4 - надпись - Управляемые параметры
6. В ячейку А5 - надпись - Период физического цикла
7. В ячейку В5 - надпись - 23
8. В ячейку С5 - надпись - Дата рождения
9. В ячейку D5 - ввести свою дату рождения.
10. В ячейку А6 - надпись - Период эмоционального цикла
11. В ячейку В6 - надпись - 28
12. В ячейку С6 - надпись - Дата отсчета
13. В ячейку D6 - ввести сегодняшнюю дату.
14. В ячейку А7 - надпись - Период интеллектуального цикла
15. В ячейку В7 - надпись -33
16. В ячейку С7 - надпись - Длительность прогноза
17. В ячейку D7 - надпись - 30
18. В ячейку А8 - надпись - Результаты
19. В ячейку А9 - надпись - Порядковый день
20. В ячейку В9- надпись - Физическое
21. В ячейку С9 - надпись - Эмоциональное
22. В ячейку D9 - надпись - Интеллектуальное
23. В ячейку А10 - формула - =d6
24. В ячейку А11 - формула - =a10+1
25. В ячейку B10 - формула - = sin (2*Пи ()*(а10-$d$5)/23)
26. В ячейку C10 - формула - = sin (2*Пи ()*(а10-$d$5)/28)
27. В ячейку D10 - формула - = sin (2*Пи ()*(а10-$d$5)/33)
28. Скопировать формулу из ячейки А11 с помощью маркера заполнения вниз на 30 дней.
29. Аналогично скопировать формулы из ячеек B10, C10, D10 вниз на 30 дней.
30. Нарисовать границы таблицы по образцу.
Построить графики для всех рассчитанных ячеек: A9:D42 и разместить их на отдельном листе. Добавить название графиков Моделирование биоритмов Ивановой Татьяны (вписать свою фамилию). Поместить легенду в нижней части графика.
32. Сохранить таблицу в файле Биоритмы_Фамилия в свою папку.
Образец полученных биоритмов
4. Анализ результатов.
При изменении даты рождения и даты отсчета вид графиков 3-х состояний меняется.
Проанализировав диаграмму, ответить на вопросы
Выбрать неблагоприятные дни для сдачи зачета по физкультуре (плохое физическое состояние).
Выбрать день для похода в цирк, театр или на дискотеку (эмоциональное состояние хорошее).
По кривой интеллектуального состояния выбрать дни, когда ответы на уроках будут наиболее/ наименее удачными.
ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
Постановка задачи.
Создать модель физической, эмоциональной и интеллектуальной совместимости двух друзей на конкретный период.
Когда у двух людей совпадают или очень близки графики по одному, двум или даже всем трем биоритмам, то можно предположить довольно высокую совместимость этих людей.
Построить модель физической, эмоциональной и интеллектуальной совместимости двух друзей.
Разработка модели.
Рекомендации по построению компьютерной модели
Открыть файл Биоритмы.
Выделить ранее рассчитанные столбцы своих биоритмов (диапазон В9:D42), скопировать их и вставить в столбцы E, F, G, используя команду Специальная вставка…\ Вставить значения.
Ввести в ячейку D5 дату рождения друга. Модель мгновенно просчитается для данных друга.
Урок формирования и закрепления умений и навыков практического использования MS Excel.Моделирование биологических процессов в электронных таблицах в 9 классе осуществляет межпредметную связь информатики и биологии. Развивает логическое мышление, способность к анализу.
Автор: Скабёлкина Маргарита Юрьевна
Место работы: МОУ гимназия №1 г.Липецк
Добавил: Маргарита86
Цель урока: научиться моделировать биологические процессы в электронные таблицы.
Ресурс содержит конспект урока, презентацию и карточки – задания с вопросами для самостоятельной работы.
Физкультминутки обеспечивают кратковременный отдых детей на уроке, а также способствуют переключению внимания с одного вида деятельности на другой.
Подпишитесь на почтовую рассылку Учительского портала и получайте ссылки на новые разработки уроков, презентации, тесты и другие методические материалы на электронную почту. Это бесплатно!
Диплом и справка о публикации каждому участнику!
© 2007 - 2021 Сообщество учителей-предметников "Учительский портал"
Свидетельство о регистрации СМИ: Эл № ФС77-64383 выдано 31.12.2015 г. Роскомнадзором.
Территория распространения: Российская Федерация, зарубежные страны.
Учредитель: Никитенко Евгений Игоревич
Сайт является информационным посредником и предоставляет возможность пользователям размещать свои материалы на его страницах.
Публикуя материалы на сайте (презентации, конспекты, статьи и пр.), пользователи берут на себя всю ответственность за содержание материалов и разрешение любых спорных вопросов с третьими лицами.
Администрация сайта готова оказать поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта.
Если вы обнаружили, что на сайте незаконно используются материалы, сообщите администратору через форму обратной связи — материалы будут удалены.
Использование материалов сайта возможно только с разрешения администрации портала.
Фотографии предоставлены
Читайте также: