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Model-It:小学生的建模工具


□ 胡海涛 王广新

  Model-It是美国GoKnow公司开发的一款用于小学科学教育的可视化建模和模拟仿真学习软件。它可以帮助教师和学生整合科学课程内容,整理学生的思考过程。利用Model-It学生可以为课堂上学习的科学现象建立模型,并通过模拟仿真来测试所建的模型。这个模型体现了学生对课堂知识的理解,可以反映学生的思考过程和理解程度。Model-It虽然是一款应用型小软件,但使用它建模不仅能够提高学生的分析能力,而且能发展学生的决策能力和抽象思维能力。目前,Model-It还没有引进国内,本文旨在为广大教师介绍这种适合于小学生学习的小软件,以期得到关注。下面结合实例说明使用Model-It建立模型的过程。
  
  一、模型计划
  
  使用Model-It之前,先作一个模型计划。模型计划需要考虑以下三个方面:对象(模型要素)、变量(对象的属性值)和关系(对象的变量如何相互影响)。学生只有对相应主题有深入的了解,才能找出包含于这一主题中的事物(对象),这些事物的属性(变量),变量间的联系(关系)。因此,在开始使用Model-It之前,学生首先要理解相关主题,最好先在纸上做出计划。模型计划需要回答下面问题:模型描述什么、模型包含哪些对象和变量、变量间有什么关系。例如:假设你想展示空气中二氧化硫的含量对哮喘病人数增加有什么影响,模型计划如下:
  对象:空气,人
  变量:空气中二氧化硫的含量指标,人群中得哮喘病的人数
  关系:空气中二氧化硫的少量增加引起哮喘病人数的大量增加
  
  二、建立对象和变量
  
  打开Model-It,选择一个课程单元(或选择None,即不选择课程单元),单击OK。建立项目后,可以看到Model-It窗口(图1)有下面主要元素:标题栏和菜单栏,与普通Windows应用程序相同;步骤按钮区有三个主要按钮,分别对应建立模型的三个步骤:PLAN-计划、BUILD-建模、TEST-测试;工具栏列出每个步骤下的工具;工作区用来创建对象,建立关系;测试区可以看到模型的直观效果;课程单元图标给出了表示相应单元对象的图标。了解了这些,就可以开始建立模型了。
  
  点击工具条的PLAN按钮,从下方的面板拖曳一个图标至工作区(也可以自己选择其他图像来代表对象),然后释放鼠标,会出现对象编辑器(图2),在对象编辑器中应该设置下面的内容(以对象“空气”为例)。
  1.在Name文本框中填入对象的名字:“空气”。
  2.从Type下拉菜单来选择对象类型,可选择“Background”或“Normal”,其中“Background”指背景对象,“Normal”指模型中的普通对象。“空气”是普通对象,因此选择“Normal”。 ......
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