(Методика преподавания) Жуланова В. П., КРИПКиПРО

(Методика преподавания)
Жуланова В. П., КРИПКиПРО
План лекции
1.Тема «Алгоритмы» в программах
разных авторов.
2. Основные понятия и структуры
3. Компьютерная поддержка
преподавания темы «Алгоритмы»
Вопросы к экзамену
В каких классах и на основе каких программ
вводится тема «Алгоритмы» разными
авторами программ?
2. Назовите основные понятия темы, их
содержание, на каком этапе обучения
информатике они вводятся.
3. Какие компьютерные обучающие программы
можно использовать для компьютерной
поддержки темы «Алгоритмы»,
охарактеризуйте назначение и варианты
использования этих программ.
1.
АЛГОРИТМИЗАЦИЯ
Алгоритм – последовательность команд управления работой
исполнителя
ИСПОЛНИТЕЛЬ АЛГОРИТМА
Характеристики исполнителя: назначение,
среда, режим работы, система команд
Свойства алгоритма: понятность, точность, конечность,
дискретность, массовость
Алгоритм работы
«в обстановке»
АЛГОРИТМЫ РАБОТЫ С ВЕЛИЧИНАМИ
Величина: имя, значение, тип
Базовые алгоритмические структуры
следование
ветвление
цикл
Методика структурного программирования
- суперпозиция базовых структур (последовательность, вложенность)
- нисходящее проектирование
Языки описания алгоритмов: блок-схемы, учебный алгор. язык
А.В. Горячев
2 класс - 3 часа
ИНФОРМАТИКА В ИГРАХ И ЗАДАЧАХ
3 класс – 9 часов
4 класс – 9 часов
2 класс
Алгоритм - последовательность выполнения какоголибо действия или события.
Команды алгоритма — каждое действие (шаг) в
алгоритме.
В алгоритме действия нумеруются и записываются
каждое с новой строки.
Алгоритм всегда имеет название, которое обозначает
действие или событие и пишется перед первым
действием.
После последней команды алгоритма пишут слово
СТОП, чтобы показать, что алгоритм закончен.
2 класс
Формы записи алгоритма
Построчная
Блок-схема
Начало
1.
2.
Условие
3.
НЕТ
4.
Действие
5.
Действие
6. Стоп
Стоп
ДА
Действие
Задачи
ПРИДУМАЙ ВОПРОС
Начало
2 класс
СОРТИРОВКА МАССИВА
Задача: Расставь числа
6,20,11,4,7,16,9,2 по возрастанию
Начало
ДА
Выбери самое
большое число
НЕТ
Иду гулять
Стоп
Остаюсь
дома
Поставь его
вслед за
предыдущим
Есть еще
числа
НЕТ
Стоп
ДА
Ветвление в построчной записи
алгоритма
Ветвление
алгоритма
4 класс
Ветвление задается командой ЕСЛИ…ТО.
Условие
ветвления
Условие ветвления записывается после
слова ЕСЛИ и является ВЫСКАЗЫВАНИЕМ.
ЕСЛИ ТО
Если высказывание ИСТИННО,
выполняется команда в строке после ТО.
Если высказывание ЛОЖНО, то команда
после слова ТО не выполняется.
ЕСЛИ ТО ИНАЧЕ
В зависимости от ИСТИННОСТИ или
ЛОЖНОСТИ высказывания после ЕСЛИ
выполняется группа команд, стоящих после
ТО или после ИНАЧЕ соответственно
ПОПАДИ НА ПРЕДСТАВЛЕНИЕ
Задачи
4 класс
Начало
ЕСЛИ______________ТО
Доберись до цирка
НЕТ
Купи билет в кассе
цирка
ДА
Найди вход в
цирк
Покажи билет
контроллеру
НЕТ
ДА
Займи место
Стоп
Сдай одежду
ПОПАДИ НА ПРЕДСТАВЛЕНИЕ
1.Начало
2.Доберись до цирка
3. ЕСЛИ______________ТО
4. Купи билет в кассе цирка
5. Найди вход в цирк
6. Покажи билет контролеру
7. ЕСЛИ______________ТО
8. Сдай одежду
9. Займи место
11. Конец
Задачи
4 класс
И
236
235
ИЛИ
НЕ
246
135
ПРИГЛАСИ В ДОМИК ЧИСЛО
1. Начало
2. Возьми ручку
3. Выбери любой домик
4. ЕСЛИ у домика окно
И крыша
ТО
5. Подпиши под рисунком
цифру 1 ИНАЧЕ
6. Подпиши цифру 2
7. ЕСЛИ у домика окно
ИЛИ
есть труба ТО
8. Припиши к числу вторую
цифру 3 ИНАЧЕ
9. Припиши цифру 4
10. ЕСЛИ у домика крыша не
ИЛИ нет замка на двери ТО
11. Припиши к числу третью
цифру 5 ИНАЧЕ
12. Припиши цифру 6
13. Конец
Цикл в построчной записи алгоритма
Алгоритм с циклом
ПОВТОРЯЙ … РАЗ
ПОВТОРЯЙ …
ПОКА
(с последующим
условием)
ПОВТОРЯЙ ДЛЯ
(с предыдущим
условием)
4 класс
Алгоритм с группой команд, которая
повторяется несколько раз. На схеме
условие окончания цикла записывается в
ромбе.
Число повторений (циклов) известно до
начала выполнения алгоритма.
Применяется, когда количество циклов
заранее не известно. Повтор цикла
запускается при проверке условия после
выполнения предыдущего цикла.
Количество циклов заранее известно, но
повторение задается в зависимости от
предварительного выполнения какого либоусловия.
СЛОЖИ ВСЕ СЛОВА
1. Начало
2. Возьми ручку
3. Найди две незачеркнутых
половинки
4. Сложи из них слово
5. Впиши его в таблицу
6. Зачеркни половинки
7. Найди две незачеркнутых
половинки
8. Сложи из них слово
9. Впиши его в таблицу
10.Зачеркни половинки
11.Найди две незачеркнутых
половинки
12.Сложи из них слово
13.Впиши его в таблицу
14.Зачеркни половинки
15. Убери ручку
16.Конец
ПОВТОРЯЙ ПОКА
пар
кон
сад
оса
кипа
ус
бал
рак
4 класс
пол
овод
приз
рис
СЛОЖИ ВСЕ СЛОВА
1. Начало
2. ________________________
3. ПОВТОРЯЙ ПОКА_______
4. _____________________
5. _____________________
6. _____________________
7. _____________________
8. ______________________
9. Конец
Задачи
4 класс
ПОВТОРЯЙ ДЛЯ…
СДЕЛАЙ РИСУНОК
1. Начало
2. Возьми карандаш
3. Нарисуй вазу
4. ПОВТОРЯЙ ДЛЯ цветов
5. (тюльпанов, ромашки,
розы)
6.Нарисуй стебель
цветка
7.Нарисуй лепестки
цветка
8. Убери карандаш
9. Конец
Условие задачи:
Есть рисунок - корзина с
яблоками.
РАСКРАСЬ РИСУНОК
1. Начало
2. Возьми цветные карандаши
3. ПОВТОРЯЙ ДЛЯ карандашей
(желтого, красного, зеленого)
4. ЕСЛИ на рисунке есть два
нераскрашенных яблока ТО
5. Раскрась карандашом два
яблока
6. Нарисуй карандашом один круг
под рисунком
7. Убери карандаши
8. Конец
4 класс
Алгоритм с параметрами
Роли в алгоритме
– параметры
алгоритма
Список ролей записывается в скобках
после названия алгоритма.
Актеры значения
параметров
Слова или объекты, которые исполняют
роли в алгоритме. Актеры задаются в
условиях задания.
Алгоритм
обратного
действия
Все действия в исходном алгоритме
заменены на обратные и все команды
записаны в обратном порядке.
Задачи
4 класс
Алгоритм с параметрами
СЛОЖИ РИСУНОК ИЗ ФИГУР
(1, 2, 3)
1.
2.
3.
4.
5.
Начало
Возьми и положи 1
Возьми и положи 2 под 1
Возьми и положи 3 под 2
Конец
1
1
1
2
2
2
3
3
3
Задача:
Выполнить алгоритм,
записывая результат
после каждой команды.
Выполните алгоритм для
трех разных пар и
сделайте вывод, как по
результату можно
отгадать второе число.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
4 класс
Задачи
Алгоритм с параметрами
31, 8
ВЫПОЛНИ ДЕЙСТВИЯ С ЧИСЛАМИ (А, Б)
Начало
Загадай любое число А и любое четное Б
Умножь число А на 2
К результату прибавь число Б
Раздели сумму на 2
Вычти число А
Сообщи результат
Конец
Задача:
Допиши алгоритм, нарисуй и
вставь неизвестные
слова-актеры
Задачи
4 класс
Алгоритм с параметрами
НАРИСУЙ И ЗАПОЛНИ КЛЕТКИ
(1, 2, 3, 4, 5)
1. Начало
2. ПОВТОРЯЙ ____РАЗА
3. ПОВТОРЯЙ ДЛЯ ФИГУР(____)
4. Нарисуй клетку
5. Нарисуй в клетке фигуру
6. ПОВТОРЯЙ____РАЗА
7. ПОВТОРЯЙ ДЛЯ КАРАНДАШЕЙ(__)
8. Закрась самую верхнюю
незакрашенную фигуру
9.Закрась следующую фигуру
10. Конец
1234- К
5-
С. Н. Тур
Первые шаги в мире
информатики
20 уроков
4 класс
Алгоритм – определенная последовательность
действий, выполнение которых позволяет получить
решение поставленной задачи.
Все действия в алгоритме записываются в
повелительной форме.
Каждый алгоритм создается автором и рассчитан на
конкретного исполнителя.
Исполнители алгоритмов – это люди или устройства
(компьютеры, роботы).
Алгоритмы, написанные для компьютеров,
называются программами.
С. Н. Тур
Первые шаги в мире информатики
Алгоритмы в математике и в
русском языке – 5 уроков
Алгоритм Гаусса – алгоритм сложения чисел от 1 до
100:
(1+100)*50=5050
Алгоритмы, используемые для построения числового
ряда, например для ряда 3, 6, 9, 12
Магические квадраты, в которых сумма чисел в любом
направлении одно и то же число:
1. Подобрать ряд из 9 чисел так, чтобы разность между соседними числами была
постоянной, например, 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17
2. Выделить в ряду вторую тройку чисел, сложить их, получится сумма магического
квадрата – S=27
3. Расположить эту тройку чисел по любой диагонали квадрата
4. Рядом с наименьшим числом из диагонали расположить наибольшее число ряда, и
рядом с наибольшим числом из диагонали расположить наименьшее число ряда.
5. Заполнить весь квадрат, проведя вычисления: сложить два числа в строке или в
столбце; из S вычесть получившееся число; записать число в свободную клетку.
Алгоритмы составления и отгадывания ребусов
С. Н. Тур
Первые шаги в мире
информатики
Алгоритмический язык стрелок
Выполнение линейных алгоритмов – 6 уроков
Выполнение повторяющихся действий, пропедевтика
понятия ЦИКЛ – 2 урока
Пропедевтика понятия ВЛОЖЕННЫЙ ЦИКЛ – 4 урока
Алгоритмы с использованием числовой оси – 3 урока
Знакомство с исполнителем (Колобок)




Среда обитания
Система команд исполнителя (СКИ)
Элементарные действия
Отказы
Компьютерные программы
Знакомство с алгоритмами:
1. Перевозчик, «Роботландия»
2. Монах (Ханойская башня), «Роботландия»
3. Угадай-ка, «Роботландия»
4. Буквоед, «Роботландия»
5. Обезьяны, Малыш 4, «Вундеркинд»
6. Алгоритмы, каталог FANTASY4, "Фантазия"
7. Колобок, каталог FANTASY4, "Фантазия»
8. Алгоритмика
Исполнители
1. Колобок на линейке, каталог FANTASY4, "Фантазия»
2. Квадратик, «Роботландия»
3. Машинист, «Роботландия»
4. Автомат, «Роботландия»
5. Кукарача, «Роботландия»
6. Кенгуренок (ROO), Пылесосик (ROB)
7. Черепашка «ЛогоМиры»
Н.В. Макарова
ИНФОРМАТИКА
7часов
5-6 класс
Алгоритм – описание последовательности действий, строгое
выполнение которых приведет к задуманному результату
Линейный алгоритм – все действия выполняются однократно,
одно за другим
Циклический алгоритм – в котором можно выделить
последовательность действий, выполняющихся несколько
раз подряд
Н.В. Макарова
ИНФОРМАТИКА
Свойства алгоритма - 7часов
7 класс
Дискретность – алгоритм выполняется по шагам; каждое
действие выполняется только после того, как закончилось
исполнение предыдущего.
Детерминированность (точность, однозначность) – на
каждом шаге однозначно определено преобразование
объектов среды исполнителя, полученных на
предшествующих шагах
Конечность – завершение работы алгоритма за конечное
число шагов
Результативность – каждый шаг создает ситуацию, в
которой все объекты среды однозначно определены
Н.В. Макарова
ИНФОРМАТИКА
Типы алгоритмов
7 класс
Линейный
Циклический
Разветвляющийся
Вспомогательный
Блок-схема - способ записи алгоритма
2 стадии разработки алгоритма
Понятие:
Исполнитель
И. Г. Семакин
ИНФОРМАТИКА
Алгоритмы – 9 (14) час
9 класс
Алгоритм - понятное и точное предписание исполнителю
выполнить конечную последовательность команд,
приводящую от исходных данных к искомому результату
Понятия: исполнитель алгоритма, построчная запись,
алгоритмический язык, система команд исполнителя
Свойства алгоритма
Точность - каждая команда определяет однозначно действие
исполнителя
Понятность – алгоритм для конкретного исполнителя
должен включать только команды из системы команд
данного исполнителя
Конечность (результативность) – исполнение алгоритма
должно завершиться за конечное число шагов
И. Г. Семакин
ИНФОРМАТИКА
ГРИС
9 класс
Среда - страница (клеточное поле) для рисования
Режимы управления: режим прямого управления, режим
программного управления
Простые команды режима прямого управления:
шаг, поворот, прыжок
Этапы режима программного управления:
Установка
Написание
исполнителя
Исполнение
программы
в исходное
программы
положение
И. Г. Семакин
ИНФОРМАТИКА
Структуры алгоритма
9 класс
Вспомогательный алгоритм
Алгоритм, по которому решается некоторая подзадача из
основной задачи и который, как правило выполняется
многократно, называется вспомогательным алгоритмом
(процедурой)
Основная программа:
Программа число 1919
нач
сделай ЕДИНИЦУ
прыжок
сделай ДЕВЯТЬ
Прыжок
сделай ЕДИНИЦУ
прыжок
сделай ДЕВЯТЬ
кон
Процедура ЕДИНИЦА
нач
Тело процедуры
кон
Метод
последовательной
детализации
И. Г. Семакин
ИНФОРМАТИКА
Структуры алгоритма
9 класс
Циклический алгоритм
пока условие повторять
нц
тело цикла
кц
процедура ЛИНИЯ
нач
пока впереди не край,
повторять
нц
шаг
кц
кон
Программа РАМКА
нач
сделай ЛИНИЯ
поворот
сделай ЛИНИЯ
поворот
сделай ЛИНИЯ
поворот
сделай ЛИНИЯ
кон
Один шаг детализации
И. Г. Семакин
ИНФОРМАТИКА
Структуры алгоритма: ветвление 9
если условие
то серия 1
иначе серия 2
кв
программа Орн
нач
сделай РЯД
поворот
сделай РЯД
поворот
сделай РЯД
поворот
сделай РЯД
кон
процедура КВ
нач
шаг
поворот
шаг
поворот
шаг
поворот
прыжок
кон
класс
процедура РЯД
нач
прыжок
прыжок
пока впереди не край,
повторять
нц
сделай КВ
если впереди не край,
то прыжок
кв
кц
кон
Два шага детализации
А. Г. Гейн
ИНФОРМАТИКА
Исполнитель – 10 часов
Алгоритмы – 20 часов
7 класс
Алгоритмы – 16 часов
8 класс
Тема «Алгоритмизация» не как промежуточный
шаг в обучении программированию, а как
средство развития мышления
Свойства алгоритмов: детерминированность,
результативность, дискретность, понятность,
конечность
Компьютерные программы: Перевозчик,
Переливашка (Роботландия)
Исполнитель: Паркетчик
Н. Д. Угринович
ИНФОРМАТИКА
9 класс
Алгоритмы и исполнители (19 час)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Алгоритм. Свойства алгоритма. Способы записи алгоритмов;
блок-схемы. Возможность автоматизации деятельности
человека.
Исполнители алгоритмов (назначение, среда, режим работы,
система команд). Компьютер как формальный исполнитель
алгоритмов (программ).
Алгоритмические конструкции: следование, ветвление,
повторение. Разбиение задачи на подзадачи, вспомогательный
алгоритм.
Алгоритмы работы с величинами: типы данных, ввод и вывод
данных.
Языки программирования, их классификация.
Правила представления данных.
Правила записи основных операторов: ввода, вывода,
присваивания, ветвления, цикла. Правила записи программы.
Этапы разработки программы: алгоритмизация – кодирование –
отладка – тестирование
Н. Д. Угринович
ИНФОРМАТИКА
Структура алгоритма в языках VB и VBA
Ветвление: If условиеThen
действия
Выбор: Select Case выражение
Case условие 1
Else
действия
End If
Цикл с предусловием:
Do While условие
Тело цикла
Loop
Цикл со счетчиком:
For счетчик=НачЗнач To КонЗнач [Step шаг]
Тело цикла
Next [счетчик]
серия 1
Case условие 2
серия 2
Case Else
серия
End Select