Informatikunterricht „Die Welt um uns herum als hierarchisches System“ (9. Klasse). Offene Lektion „Die Welt um uns herum als hierarchisches System“ pädagogisches und methodisches Material zu Informatik und IKT (Klasse 9) zum Thema Die Grundidee ist die Welt um uns herum als hierarchisches System

Graphen- das dünnste Material, das die Menschheit kennt, nur ein Kohlenstoffatom dick. Es gelangte 2004 in die Lehrbücher der Physik und in unsere Realität, als es den Forschern der Universität Manchester Andre Geim und Konstantin Novoselov gelang, es mit gewöhnlichem Klebeband zu erhalten, um nacheinander Schichten aus gewöhnlichem kristallinem Graphit zu trennen, den wir in Form einer Bleistiftmine kennen.

Die Beliebtheit von Graphen bei Forschern und Ingenieuren wächst von Tag zu Tag, da es außergewöhnliche optische, elektrische, mechanische und thermische Eigenschaften aufweist. Viele Experten prognostizieren in naher Zukunft den möglichen Ersatz von Siliziumtransistoren durch wirtschaftlichere und schnellere Graphentransistoren.

Graphit- Mineral, die häufigste und stabilste Kohlenstoffmodifikation in der Erdkruste. Der Aufbau ist geschichtet. Feuerfest, elektrisch leitfähig, chemisch beständig. Es wird bei der Herstellung von Schmelztiegeln, in der Gießerei, bei der Herstellung von Elektroden, Alkalibatterien, Bleistiften usw. verwendet. Blöcke aus reinem Kunstgraphit werden in der Kerntechnik, als Beschichtung für Raketentriebwerksdüsen usw. verwendet.

Diamant ist kristalliner Kohlenstoff. Kohlenstoff kommt in mehreren festen Allotropen vor, d. h. in verschiedenen Formen mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften. Diamant ist eine Modifikation des Kohlenstoffs und die härteste bekannte Substanz (Härte 10 auf der Mohs-Skala).

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„Entwicklung eines Informatikunterrichts“

Entwicklung einer Informatikstunde

Klasse 9

Edukova M. V.

Unterrichtsthema: Die Welt um uns herum als hierarchisches System.

Lernziele:

Lehrreich – die Konzepte „System“ und „Hierarchie“ beherrschen und erkennen, dass die Welt um uns herum ein hierarchisches System ist, in dem alle Elemente miteinander verbunden sind.

Pädagogisch – um Kommunikationsfähigkeiten, die Fähigkeit zur Gruppenarbeit und die Zusammenarbeit zu entwickeln.

Entwicklungsorientiert – um die Fähigkeit zu entwickeln, Ursache-Wirkungs-Beziehungen aufzubauen und Ihren Standpunkt zu vertreten.

Ausrüstung für den Unterricht:

PC, Projektor

Interaktives Board.

Karten mit Texten zur Analyse.

Folien mit Bildern.

Video „Vom Urknall bis heute in 90 Sekunden.“

Im Unterricht verwendete Techniken:

1. „Dicke“ und „dünne“ Fragen.

2. Kritisches Denken – Methode einfügen.

3. Problemsuchmethode.

4. Sinkwine.

Interdisziplinäre Verbindungen: Astronomie, Chemie, Sozialkunde.

Unterrichtsaufbau:

Zeit organisieren.

Ein Ziel setzen. Auf der Leinwand läuft der Film „Die Entstehungsgeschichte der Welt in 90 Sekunden“ (Anhang Nr. 1). Frage: Worüber werden wir heute sprechen? Was ist das Thema der Lektion? (über Evolution, über die Welt, über die Entwicklung des Universums). Was möchten Sie im Unterricht lernen? Was möchten Sie heute Interessantes, Neues mitnehmen?

Wissen aktualisieren, UUD zu Beginn der Lektion.

Zu den interaktiven Whiteboard-Konzepten (Anhang 2):

Paararbeit: Jeder Schüler muss 3 Sätze mit einem dieser Wörter bilden und seinem Tischnachbarn vorlesen.

Vorderarbeit: Ziehen Sie alle Wörter per Drag-and-Drop auf die interaktive Tafel und ordnen Sie sie in einem Diagramm an.

Fragen: Warum haben Sie die Strecke so aufgebaut? Was sollte Ihrer Meinung nach oben und unten im Diagramm sein?

Diskussion, Neuanordnung von Elementen.

Primäre Wahrnehmung von theoretischem Lehrmaterial.

Schreiben Sie die Definition auf:

Hierarchie ist die Ordnung der Unterordnung niedrigerer Ebenen unter höhere, ihre Organisation in einer Struktur wie „Baum» .

Teilen Sie die Schüler in Gruppen ein. Die im Frühling Geborenen sind die 1. Gruppe, im Sommer die 2., im Herbst die 3. und im Winter die 4. Gruppe.

Aufgaben für Gruppen:

Nennen Sie Beispiele für Einreichungen:

2. im Staat

   in der Tierwelt

5. Wissen aktualisieren:

Auf der Folie befinden sich Bilder (Anhang 2): Automotor, Sonnensystem, menschlicher Kreislauf, Gleichungssystem.

Beantworten Sie die Fragen: Was haben die Zeichnungen gemeinsam? (aus Elementen bestehen), Wie nennt man Objekte, die aus anderen Objekten bestehen? (Systeme) Was passiert, wenn mindestens 1 Element aus dem System entfernt wird? (wird nicht funktionieren).

Fazit: Im System sind alle Elemente miteinander verbunden.

Technik „Einfügen“.

Den Kindern wird der Text ausgehändigt (Anlage 3). Während Sie den Text lesen, müssen Sie sich Notizen an den Rändern machen und nach dem Lesen des Textes die Tabelle ausfüllen, wobei die Symbole zu den Überschriften der Tabellenspalten werden: „V“ – bereits bekannt; „+“ – neu; „–“ – anders gedacht; „?“ – Ich verstehe nicht, ich habe Fragen.

Diskussion des Textes. Sind Graphit-, Graphen- und Diamantsysteme? (Ja, da Kristallgitter aus vielen Elementen bestehen). Die Bestandteile sind die gleichen (Kohlenstoffatome), warum unterscheiden sich die Stoffe? (anders im Gitter angeordnet, Graphit ist geschichtet, Graphen besteht aus einer Schicht).

Abschluss: Systeme aus den gleichen Elementen können unterschiedlich sein.

Auf der Folie stehen die Namen aller Schüler der Klasse.

Zwischen Ihnen bestehen formelle (geschäftliche) und informelle (freundschaftliche) Verbindungen.

Formelle Kommunikation im Zusammenhang mit dem Unterricht vereint Sie alle in einem einzigen Klassenteam, und informelle Gruppen werden spontan gebildet, die Menschen aufgrund von Interessen und gemeinsamen Persönlichkeitsmerkmalen vereinen.

Zeichnen Sie mit Pfeilen auf der interaktiven Tafel (Anhang 2) informell Verbindungen zwischen euch. (Kinder gehen raus, finden ihren Namen, zeigen Verbindungen zu Freunden in der Grafik mit ein- oder zweiseitigen Pfeilen)

Abschluss: Elemente in Systemen können auf unterschiedliche Weise verbunden sein.

Formulieren wir die Eigenschaften von Systemen.

Integrität

Verbindung zwischen Elementen

Verbindung mit der Umwelt

Organisation usw.

Schau dich um, was siehst du um dich herum? (Menschen, Möbel, Bäume vor dem Fenster). Was siehst du nicht, ist aber um dich herum? (Mikroorganismen, Atome, Moleküle, Planet Erde, andere Planeten, Galaxien). Wir befinden uns also in verschiedenen Welten?

Eine Welt, die aus Objekten besteht, deren Größe mit der eines Menschen vergleichbar ist, ist – Makrowelt. Megawelt- besteht aus Objekten, die im Vergleich zu Menschen riesig sind – Planeten, Sterne, Galaxien. Die kleinsten Organismen, Viren, für das Auge unsichtbare Stoffmoleküle - das ist ein Mikrokosmos.

Problematische Probleme:

Wie wiegt man ein Molekül? (1 Option)

Wie wiegt man den Planeten? (Option 2)

Es werden die unerwartetsten und ungewöhnlichsten Entscheidungen getroffen.

6. Reflexion.

Erstelle einen Syncwine für das Wort „System“

(Zum Beispiel:

ganzheitlich, organisiert

funktioniert, bricht zusammen, interagiert

Unsere Welt ist ein hierarchisches System.

Folie 2

Wir leben in einem Makrokosmos, also in einer Welt, die aus Objekten besteht, deren Größe mit der eines Menschen vergleichbar ist. Typischerweise werden Makroobjekte in unbelebte (Stein, Eisscholle usw.), lebende (Pflanzen, Tiere, Menschen selbst) und künstliche (Gebäude, Transportmittel, Maschinen und Mechanismen, Computer usw.) unterteilt. Makrowelt. Gulliver im Land Liliput

Folie 3

Makroobjekte bestehen aus Molekülen und Atomen, die wiederum aus extrem kleinen Elementarteilchen bestehen. Diese Welt wird Mikrowelt Mikrowelt genannt. Wasserstoffatom und Wassermolekül.

Folie 4

Wir leben auf dem Planeten Erde, der Teil des Sonnensystems ist. Die Sonne bildet zusammen mit Hunderten Millionen anderen Sternen unsere Milchstraße und Milliarden von Galaxien bilden das Universum. Alle diese Objekte sind enorm groß und bilden die Megawelt Megaworld. Sonnensystem

Folie 5

Galaxie Sterne und Planeten Makrokörper Moleküle Atome Elementarteilchen Bevölkerung Pflanzen und Tiere Einzeller Mensch Gesellschaft Wissen Künstliche Objekte (Technik)

Folie 6

Das Wassermolekül H-Wasserstoffatom kann als System betrachtet werden, da es aus einem positiv geladenen Proton und einem negativ geladenen Elektron besteht. Gleichzeitig ist das Wasserstoffatom Teil des Wassermoleküls, d. h. es ist ein Element des Systems höherer Wasserstoffe und ein Molekül der Strukturebene

Folie 7

Einzelne Objekte (Geräte) ein ganzes System (Computer) Wenn Sie eines der Computergeräte (z. B. einen Prozessor) entfernen, fällt der Computer aus, d. h. er hört auf, als System zu existieren

Folie 8

Folie 9

Folie 10

Eigenschaften des Systems

Jedes System hat bestimmte Eigenschaften, die in erster Linie von der Menge seiner Bestandteile abhängen. Somit hängen die Eigenschaften chemischer Elemente von der Struktur ihrer Atome ab. Die Eigenschaften des Systems hängen auch von der Struktur des Systems ab, also von der Art der Beziehungen und Verbindungen zwischen den Elementen des Systems. Bestehen Systeme aus identischen Elementen, sind aber unterschiedlich aufgebaut, können sich ihre Eigenschaften deutlich unterscheiden.

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Lektion 32
Die Welt um uns herum als hierarchisches System

§ 2.1. Die Welt um uns herum als hierarchisches System

Die Welt um uns herum als hierarchisches System
Mikro-, Makro- und Megawelt

Mikro-, Makro- und Megawelt. Wir leben im Makrokosmos, also in einer Welt, die aus Objekten besteht, deren Größe mit der eines Menschen vergleichbar ist. Typischerweise werden Makroobjekte unterteilt in nicht lebende(Stein, Eisscholle, Baumstamm usw.), lebendig(Pflanzen, Tiere, Menschen) und künstlich(Gebäude, Transportmittel, Maschinen und Mechanismen, Computer usw.).

Makroobjekte bestehen aus Molekülen und Atomen, die wiederum aus extrem kleinen Elementarteilchen bestehen. Diese Welt wird Mikrokosmos genannt.

Wir leben auf dem Planeten Erde, das enthalten ist Sonnensystem, Sonne bildet zusammen mit Hunderten Millionen anderer Sterne unseren Milchstraße, und es bilden sich Galaxien Universum. Alle diese Objekte sind in Größe und Form enorm Megawelt.

Alle Arten von Objekten Mega-, Makro- und Mikrowelten besteht aus Materie, während alle materiellen Objekte miteinander interagieren und daher Energie haben. Ein über der Erdoberfläche schwebender Körper verfügt über mechanische Energie, ein erhitzter Wasserkocher über thermische Energie, ein geladener Leiter über elektrische Energie und die Atomkerne über atomare Energie.

Die umgebende Welt kann als hierarchische Reihe von Objekten dargestellt werden: Elementarteilchen, Atome, Moleküle, Makrokörper, Sterne und Galaxien. Gleichzeitig wird auf den Ebenen der Moleküle und Makrokörper dieser hierarchischen Reihe ein Zweig gebildet – eine weitere Reihe, die mit der belebten Natur verbunden ist.

In der belebten Natur gibt es das auch Hierarchie: Einzeller - Pflanzen und Tiere - Tierpopulationen.

Der Höhepunkt der Evolution des Lebens auf der Erde ist der Mensch, aber er kann nicht außerhalb der Gesellschaft leben.

Jeder Einzelne und die Gesellschaft als Ganzes studieren die Welt um sich herum und sammeln Wissen, auf dessen Grundlage künstliche Objekte geschaffen werden.

Alles oben Genannte kann in Form eines Diagramms in Abb. dargestellt werden. 2.1.

Reis. 2.1. Hierarchisches System von Objekten in der umgebenden Welt

Die umgebende Welt als hierarchisches System.

Wir leben in einem Makrokosmos, d.h. das heißt, in einer Welt, die aus Objekten besteht, deren Größe mit der eines Menschen vergleichbar ist. Typischerweise werden Makroobjekte in unbelebte (Steine, Eisscholle, Baumstämme usw.), lebende (Pflanzen, Tiere, Menschen) und künstliche (Gebäude, Fahrzeuge, Maschinen und Mechanismen, Computer usw.) unterteilt. Makroobjekte bestehen aus Molekülen und Atomen, die wiederum aus extrem kleinen Elementarteilchen bestehen. Diese Welt wird Mikrokosmos genannt. Wir leben auf dem Planeten Erde, der Teil des Sonnensystems ist. Die Sonne bildet zusammen mit Hunderten Millionen anderen Sternen unsere Milchstraße und Milliarden von Galaxien bilden das Universum. Alle diese Objekte sind enorm groß und bilden eine Megawelt. Die gesamte Objektvielfalt der Mega-, Makro- und Mikrowelt besteht aus Materie, während alle materiellen Objekte miteinander interagieren und daher über Energie verfügen. Ein über der Erdoberfläche schwebender Körper verfügt über mechanische Energie, ein erhitzter Wasserkocher über thermische Energie, ein geladener Leiter über elektrische Energie und die Atomkerne über atomare Energie. Die umgebende Welt kann als hierarchische Reihe von Objekten dargestellt werden: Elementarteilchen, Atome, Moleküle, Makrokörper, Sterne und Galaxien. Gleichzeitig wird auf den Ebenen der Moleküle und Makrokörper dieser hierarchischen Reihe ein Zweig gebildet – eine weitere Reihe, die mit der belebten Natur verbunden ist. Auch in der belebten Natur gibt es eine Hierarchie: Einzeller – Pflanzen und Tiere – Tierpopulationen. Der Höhepunkt der Evolution des Lebens auf der Erde ist ein Mensch, der nicht außerhalb der Gesellschaft leben kann. Jeder Einzelne und die Gesellschaft als Ganzes studieren die Welt um sich herum und sammeln Wissen, auf dessen Grundlage künstliche Objekte geschaffen werden.

Systeme und Elemente.

Jedes Objekt besteht aus anderen Objekten, es handelt sich also um ein System. Gleichzeitig kann jedes Objekt als Element in ein System höherer Strukturebene eingebunden werden. Ob ein Objekt ein System oder ein Element eines Systems ist, hängt von der Sichtweise (Forschungsziele) ab. Lehrer: Schreiben wir die Definition auf: Das System besteht aus Objekten, die Elemente des Systems genannt werden. Beispielsweise kann ein Wasserstoffatom als System betrachtet werden, da es aus einem positiv geladenen Proton und einem negativ geladenen Elektron besteht.

Gleichzeitig ist das Wasserstoffatom Teil des Wassermoleküls, das heißt, es ist Element eines Systems höherer Wasserstoffe und ein Molekül der Strukturebene.

Systemintegrität.

Eine notwendige Voraussetzung für die Existenz eines Systems ist sein integrales Funktionieren. Ein System ist keine Menge einzelner Objekte, sondern eine Sammlung miteinander verbundener Elemente. Wenn man zum Beispiel die Geräte, aus denen ein Computer besteht (Prozessor, RAM-Module, Mainboard, Festplatte, Gehäuse, Monitor, Tastatur und Maus), zusammenfügt, dann bilden sie kein System. Ein Computer, also ein integral funktionierendes System, entsteht erst, nachdem Geräte physisch miteinander verbunden, der Strom eingeschaltet und das Betriebssystem geladen wurde (Folie 4).

Wenn auch nur ein Element aus dem System entfernt wird, funktioniert es möglicherweise nicht mehr. Wenn Sie also eines der Computergeräte (z. B. einen Prozessor) entfernen, fällt der Computer aus, das heißt, er existiert nicht mehr als System. Die Verbindung von Elementen in Systemen kann unterschiedlicher Natur sein. In der unbelebten Natur erfolgt die Verbindung der Elemente durch physikalische Wechselwirkungen:

In Megaweltsystemen (z. B. im Sonnensystem) interagieren Elemente durch die Kräfte der universellen Schwerkraft miteinander.

in Makrokörpern gibt es eine elektromagnetische Wechselwirkung zwischen Atomen;

In Atomen sind Elementarteilchen durch nukleare und elektromagnetische Wechselwirkungen verbunden.

In der belebten Natur wird die Integrität von Organismen durch chemische Wechselwirkungen zwischen Zellen, in der Gesellschaft – durch soziale Verbindungen und Beziehungen zwischen Menschen, in der Technik – durch funktionale Verbindungen zwischen Geräten usw. sichergestellt.

Eigenschaften des Systems.

Jedes System hat bestimmte Eigenschaften, die in erster Linie von der Menge seiner Bestandteile abhängen. Somit hängen die Eigenschaften chemischer Elemente von der Struktur ihrer Atome ab. Die Eigenschaften des Systems hängen auch von der Struktur des Systems ab, also von der Art der Beziehungen und Verbindungen zwischen den Elementen des Systems. Bestehen Systeme aus identischen Elementen, sind aber unterschiedlich aufgebaut, können sich ihre Eigenschaften deutlich unterscheiden.