ВведениеМоделирование в научных исследованиях стало использоваться еще в глубокой древности и постепенно захватывало все новые области научных знаний. У каждого математика возникло желание «увидеть невидимое», то есть заглянуть в протекание физического явления и увидеть механизм, даже тогда когда он скрыт от непосредственного восприятия. И вот тут на помощь пришли компьютерные технологии, а именно компьютерное моделирование, позволяющее создать и увидеть «виртуальные» эксперименты, модели.В настоящее время задачи математической экологии имеют первостепенное значение. Важным этапом решения этих задач является разработка математических моделей экологических систем.Одной из основных задач экологии па современном этапе является изучение структуры и функционирования природных систем, поиск общих закономерностей. Большое влияние на экологию оказала математика, способствующая становлению математической экологии, особенно такие её разделы, как теория дифференциальных уравнений, теория устойчивости и теория оптимального управления.Одной из первых работ в области математической экологии была работа А.Д. Лотки (1880 - 1949), который первый описал взаимодействие различных популяций, связанных отношениями хищник - жертва. Большой вклад в исследование модели хищник -жертва внесли В. Вольтерра (1860 - 1940), В.А. Костицин (1883-1963) В настоящее время уравнения описывающие взаимодействие популяций, называются уравнениями Лотки - Вольтерра.Одной из важных проблем математической экологии является проблема устойчивости экосистем, управления этими системами. Управление может осуществляться с целью перевода системы из одного устойчивого состояния в другое, с целью её использования или восстановления.Актуальность курсовой работы. В связи с массовым оборудованием компьютерами школ по общероссийской программе компьютеризации, углубился интерес к использованию компьютеров в предметном обучении. Компьютер как техническое средство открывает большие возможности для улучшения учебного процесса. Однако, применение компьютера в обучении, не получило широкого распространения и носит ограниченный характер. Цель курсовой работы - изучение и исследование особенностей компьютерного моделирования в области математической экологии.

---

Исходя из цели, поставлены следующие задачи курсовой работы: изучить основные понятия о компьютерном моделировании; систематизировать материал по компьютерному моделированию в области математики; рассмотреть компьютерное моделирование на примере решения задачи хищник-жертва.

1. Основные теоретические сведения по основам моделирования

1.1. Исторические аспекты возникновения информатики в школе

Информатика – это наука, изучающая все аспекты получения, хранения, преобразования, передачи и использования информации. Под понятием информатики объединяют ряд научных направлений, исследующих разные стороны одного и того же объекта – информации.

Термин информатика возник в 60-х гг. во Франции для названия области, занимающейся автоматизированной обработкой информации с помощью электронных вычислительных машин. Французский термин informatigue (информация) и automatigue (автоматика) и означает «информационная автоматика или автоматизированная переработка информации». В англоязычных странах этому термину соответствует синоним computer science (наука о компьютерной технике).

Выделение информатики как самостоятельной области человеческой деятельности в первую очередь связано с развитием компьютерной техники. Причём основная заслуга в этом принадлежит микропроцессорной технике, появление которой в середине 70-х гг.

Часто возникает путаница в понятиях «информатика» и «кибернетика». Основная концепция, заложенная Н. Винером в кибернетику, связана с разработкой теории управления сложными динамическими системами в разных областях человеческой деятельности. Кибернетика существует независимо от наличия или отсутствия компьютеров.

Кибернетика – это наука об общих принципах управления в различных системах: технических, биологических, социальных и др.

Информатика занимается изучением процессов преобразования и создания новой информации более широко, практически не решая задачи управления различными объектами, как кибернетика. Поэтому может сложиться впечатление об информатике как о более ёмкой дисциплине, чем кибернетика. Однако, с другой стороны, информатика не занимается решением проблем, не связанных с использованием компьютерной техники, что, несомненно, сужает её, казалось бы, обобщённый характер. Между этими двумя дисциплинами провести чёткую границу не представляется возможным в связи с её размытостью и неопределённостью, хотя существует довольно распространённое мнение, что информатика является одним из направлений кибернетики.

---

Информатика появилась благодаря развитию компьютерной техники, базируется на ней и совершенно немыслима без неё. Кибернетика же развивается сама по себе, строя различные модели управления объектами, хотя и очень активно использует все достижения компьютерной техники. Кибернетика и информатика, внешне очень похожие дисциплины. В развитии отечественного школьного курса информатики выделяется несколько этапов, связанных со сменой парадигм преподавания курса и, соответственно, изменениями в методической системе обучения информатике. На первом этапе (с середины 1950-х гг. до 1985 г.) в рамках производственного обучения в школе и факультативных курсов возникло два направления обучения кибернетике и информатике в средней школе: 1) общеобразовательное, связанное с изучением информационных процессов, принципов строения и функционирования самоуправляемых систем различной природы, автоматической обработкой информации 2) прикладное в рамках дифференциации обучения в старших классах школы с производственным обучением, основанное на изучении программирования и устройства ЭВМ 1950-е годы: изучение программирования в ряде школ г.Новосибирска (А.П.Ершов и его сотрудники). 1960-е годы: подготовка программистов в московских школах с математической специализацией. 1970-е годы: подготовка школьников по специальностям, связанным с ЭВМ (Москва, Ленинград, Новосибирск). Министерство образования рекомендует программу факультативного курса «Основы кибернетики» (В.С.Леднев, А.А.Кузнецов). Конец 70-х годов: обоснование необходимости включения в структуру общего образования курсов, отражающих науки, изучающие информационные, кибернетические стороны мира (В.С. Леднев); разработка концепции школьной информатики (А.П.Ершов, Г.А.Звенигородский, Ю.А.Первин). 1982 год: решение Министерства просвещения СССР о введении калькуляторов в учебный процесс школы. 1984 год: разработка основных направлений реформы общеобразовательной и профессиональной школы 1985 год: разработка программы предмета «Основы информатики и вычислительной техники». Второй этап (1985 г. – конец 1980-х гг.) характеризуется включением в учебные планы школ обязательного курса «Основы информатики и вычислительной техники» (в 1985 г.). Один из его идеологов – А.П.Ершов, который видел цель курса в обеспечении компьютерной грамотности школьников, под которой понималось умение программировать («Программирование – вторая грамотность», А.П. Ершов). Соответственно, основными понятиями курса были «компьютер», «исполнитель», «алгоритм», «программа». Для преподавания курса использовался первый школьный учебник по информатике, составленный авторским коллективом под руководством А.П. Ершова и В.М. Монахова.

---

1 сентября 1985 г началось преподавание основ информатики и ВТ в массовой школе. Обучение информатике проходило под лозунгом, выдвинутым академиком А.П. Ершовым, «Программирование – вторая грамотность». Отечественная техника, выпускаемая в это время, имела программное обеспечение в основном для обучения программированию.Третий этап (конец 80-х – начало 90-х гг.) связан с использованием трех учебников, составленных разными авторскими коллективами. К концу 80-х годов возрастает потребность школ в учебниках и учебных программах по информатике, ориентированных на использование ЭВМ. В результате проведенного в 1987 году конкурса, для преподавания информатики в школе был рекомендован учебник ОИВТ, написанный авторским коллективом под руководством В.А.Каймина. Позднее школам были рекомендованы еще два учебника, созданные авторскими коллективами во главе с А.Г.Кушниренко и А.Г.Гейном. Четвертый этап в истории информатики в школе (1990-е гг.) связан с целым рядом новых обстоятельств. В стране получила распространение компьютерная техника зарубежного производства. Отдельные школы стали оснащаться современными компьютерами, вследствие чего возникла проблема смещения акцента в преподавании курса информатики с обучения программированию на прикладной и технологический аспекты. Возникла необходимость и возможность введения в учебный план пропедевтического курса информатики. Появившиеся возможности приобретения и установки мультимедийных программ позволили использовать компьютер на уроках гуманитарного цикла, при изучении иностранных языков, музыки, рисования и т.д. Пятый этап (с конца 90-х гг. по настоящее время.) характеризуется интенсивным осмыслением накопленного опыта вместе с тенденцией возвращения к общеобразовательным принципам, сформулированным еще в 60-е годы.1.2. Требования ФГОС к преподаванию информатики и моделирования в школеВ соответствии с ФГОС ООО  В соответствии с ФГОС ООО курс информатика входит в предметную область «Математика и информатика». В основе ФГОС лежит системно - деятельностный подход, обеспечивающий:

• 
  активную учебно-познавательную деятельность учащихся;
  
• 
  формирование у учащихся готовности к саморазвитию;
  
• 
  построение образовательного процесса с учётом индивидуальных возрастных, психологических и физиологических особенностей учащихся;
  
• 
  проектирование и конструирование в системе образования социальной среды развития учащихся.
  

---

В соответствии с ФГОС курс ООО нацелен на обеспечение реализации трех групп образовательных результатов: личностных, метапредметных и предметных. В соответствии с ФГОС курс ООО нацелен на обеспечение реализации трех групп образовательных результатов: личностных, метапредметных и предметных. Важнейшей задачей изучения информатики в школе является: воспитание и развитие качеств личности, отвечающих требованиям информационного общества. В частности, одним из таких качеств является приобретение учащимися информационно-коммуникационной компетентности (ИКТ-компетентности). Курс информатики по ФГОС Обязательно:

• 
  1 ч в 7 классе;
  
• 
  1 ч в 8 классе;
  
• 
  2 ч в 9 классе;
  
• 
  1 ч в 10 классе;
  
• 
  1 ч в 11 классе.
  

По усмотрению школы: + часы в 5-6 классахИзучение информатики в 5-6 классах способствует:

• 
  развитию общеучебных умений и навыков на основе средств и методов информатики и ИКТ;
  
• 
  целенаправленному формированию таких общеучебных понятий, как «объект», «система», «модель», «алгоритм» и др.;
  
• 
  воспитанию ответственного и избирательного отношения к информации;
  
• 
  развитию познавательных, интеллектуальных и творческих способностей учащихся.
  

Изучение информатики в 7-9 классах способствует:

• 
  формированию целостного мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки и общественной практики за счет развития представлений об информации как важнейшем стратегическом ресурсе развития личности, государства, общества;
  
• 
  совершенствованию общеучебных и общекультурных навыков работы с информацией в процессе систематизации и обобщения имеющихся и получения новых знаний, умений и способов деятельности в области информатики и ИКТ; развитию навыков самостоятельной учебной деятельности школьников;
  
• 
  воспитанию ответственного и избирательного отношения к информации с учетом правовых и этических аспектов ее распространения, воспитанию стремления к продолжению образования и созидательной деятельности с применением средств ИКТ.
  

• 
  Пояснительную записку
  
• 
  Общую характеристику учебного предмета
  
• 
  Место учебного предмета в учебном плане
  
• 
  Личностные, метапредметные и предметные результаты освоения информатики
  
• 
  Содержание учебного предмета
  
• 
  Тематическое планирование с определением основных видов учебной деятельности
  
• 
  Рекомендуемое поурочное планирование
  
• 
  Материально-техническое и учебно-методическое обеспечение образовательного процесса
  
• 
  Авторский учебно-методический комплект по курсу информатики для основной школы
  
• 
  Планируемые результаты изучения информатики
  

---

Смотрите также файлы

• Контрольная работа по теме Площадь и её измерение. (4 класс, 3 четверть) 2 вариант. Вырази в заданных единицах длины.docx

• Пн 13. 05. 2021 аза тілі мен дебиеті 4 А,Б сыныптар Малімні аты.docx

• Тема Трудовой договор Задание 1.docx

• Неофициальные символы России.doc

• Вырази в заданных единицах массы 5 кг 40 г г 1207 ц т ц.docx