Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Муниципальное бюджетное образовательное учреждение дополнительного образования детей
ЦЕНТР ВНЕШКОЛЬНОЙ РАБОТЫ
ЗАТО г. Межгорье, Республика Башкортостан
План решения задачи – алгоритм
педагог дополнительного
образования Козбан
Елена Владимировна
2008 г.
1. Тема: План решения задачи – алгоритм.
2. Задача урока: Знакомство с понятием алгоритма и способами его записи.
Цели:
Образовательная: научиться составлять план решения задачи; ввести понятие алгоритма; рассмотреть способы записи алгоритмов, познакомиться со способами решения логических задач.
Воспитательная: Способствовать развитию познавательного интереса, воспитание информационной культуры учащихся.
Развивающая: развитие логического мышления, памяти, расширение кругозора.
Тип урока: изучение нового материала.
Методы: практический, коллективное творчество, с элементами игры.
Оборудование:
7. Литература:
Горячев А.В., Ключ Н.В. «Все по полочкам». Методические рекомендации к курсу информатики для дошкольников. – М.: «Баласс», 1999. – 64 с.
Молодцов В.А., Рыжикова Н.Б. Современные открытые уроки информатики. 8 – 11 классы. – Ростов н/Д: изд-во «Феникс», 2002. – 352 с.
Первин Ю.А. Программно-методический комплекс для начальной школы «Роботландия 96». Информация, алгоритмы, компьютеры. Пособие для учителя. Переславль-Залесский, 1996
1) План урока:
2) Предварительная подготовка к уроку
На предыдущем занятии школьникам предложено домашнее задание: составить, посоветовавшись с бабушками и мамами, план приготовления манной каши. Примерно это будет так:
1. Налить в кастрюлю 1 литр молока.
2. Поставить кастрюлю на включенную горелку.
3. Положить в кастрюлю пять чайных ложек сахара.
4. Положить половину чайной ложки соли.
5. Довести молоко до кипения.
6. Засыпать в кастрюлю стакан манной крупы.
7. Помешивать крупу в течение пяти минут.
8. Выключить горелку.
9. Положить одну столовую ложку сливочного масла.
В этом задании учитель ничего не говорит о едином формальном способе записи. Из неформальности описания планов в домашних ученических работах предстоит сделать важный вывод на следующем уроке.
3) Содержание урока
Учитель просит детей зачитать рецепты, которые сам он называет “планом решения задачи”. Учитель должен сконцентрировать внимание на правильных ответах. Хотя правильных ответов много, тексты решений-рецептов не совпадают. Если в качестве разных решений рассматривать не совпадающие буквально тексты планов изготовления каши, то решений будет столько, сколько учеников в группе. Это обстоятельство не случайное, важное, его надо зафиксировать и вернуться позднее к его обсуждению.
Понять ситуацию несложно. Ведь ученики еще не умеют составлять формализованное описание процесса. Учитель, давая домашнее задание, об этом не говорил.
2. Составление плана решения. План – информация. Алгоритм.
Далее ход урока можно развивать по двум направлениям:
1) с одной стороны, план решения задачи – это информация;
2) с другой стороны, план решения задачи – это алгоритм.
– Как можно назвать сообщения, которые были пунктами ваших планов? – обращается учитель к детям после того, как прочитаны несколько сообщений.
Среди ответов, весьма вероятно, будут фигурировать слова “информация” и “план решения” (или “план приготовления манной каши”). Во всяком случае, учитель может вывести класс на комбинацию этих терминов.
– Верно! План решения задачи тоже является информацией. Ведь вместе с планом вы получаете очень важное сообщение о том, как надо решать задачу. Получив такое сообщение, вы не только сами сможете прийти к решению, но и научить этому своего товарища.
Итак, отмечается одна часть сведений о нашей задаче: речь идет об информации, которая является планом решения. Она составлена из описаний отдельных действий или команд повару, который будет варить манную кашу. В каком виде представлена эта информация?
– В текстовом!
– Верно! Теперь посмотрите на рисунок, где изображено положение предметов на кухне перед решением задачи – приготовлением каши. (Учитель обращает внимание на стилизованный рисунок, выполненный им на заранее заготовленном плакате). Что тут нарисовано?
– Сахар, соль, крупа, молоко, масло.
– Этот рисунок – информация о начальном положении в задаче.
– А это что такое? (Следующий рисунок – каша на тарелке)
– А это манная каша уже готовая!
– Правильно. Прежде чем двинуться дальше, обратите внимание на то, что в описании задачи и в ее решении фигурируют три порции информации: начальное положение, конечное положение и план задачи.
Здесь впервые можно ввести фундаментальное понятие алгоритма (алгоритм – это порядок действий, приводящий к определенному результату). И опять же не надо требовать заучивания определения. Гораздо лучше, если школьники научатся им оперировать и включат в свой повседневный лексикон. Узнать точное определение ученикам предстоит несколько позже.
Следующий важный момент урока начинается вопросом учителя:
– Как вы думаете, почему среди ваших домашних решений задачи о манной каше нет ни одного в точности похожего?
Из многочисленных, по-разному звучащих трактовок этого явления надо отобрать примерно такую: “Одинаковые действия выражены разными словами”.
Но, если ввести точные обозначения для действий, то можно избавиться от такого разнообразия. Например, можно написать плакат “Переход улицы разрешен только здесь”. Можно заменить его другим – “Пожалуйста, переходите улицу в этом месте”. Однако, и тот, и другой плакаты выражают словами одинаковый смысл, который скрыт в понятном каждому школьнику знаке дорожного движения.
Все последующие задачи мы будем решать так: обсудим задачу, договоримся о единообразном обозначении команд алгоритма и данных и только потом приступим к решению. Тогда алгоритм будет всегда иметь точное формальное описание, как формула в математике.
3. Постановка задачи о перевозке волка, козы и капусты.
Перевозчику нужно переправить через реку волка, козу и качан капусты. Лодка так мала, что кроме перевозчика можно взять только один из объектов. Кроме того, капусту нельзя оставить вместе с козой, а козу – вместе с волком. Как осуществить переправу?
Прежде всего, надо убедиться в том, что правила перевозки понятны всем. Здесь важно проигнорировать отдельные восторженные выкрики: “А я знаю!”. Лучше дать высказать свои предложения по первым шагам (но не дальше второго шага!) тем, кто впервые познакомился с этой задачей. Работа по толкованию условий задачи оказывается полезной, поскольку дети, столкнувшись с логическими трудностями составления плана перевозки, начинают изобретать самые непредсказуемые решения. Вот примеры, взятые из реальных уроков:
“... надо сначала накормить волка так, чтобы он на козу и смотреть даже не захотел, а потом уж перевозить”,
“... надо научить козу грести и отправить в лодке одну”,
“... воткнуть капусту на рога козе, тогда она ее съесть не сможет”.
Распоряжаясь этими “идеями” в соответствии с чувством юмора тех, кто предлагает подобные решения, учитель постоянно требует строгого соблюдения условий задачи.
4. Способ записи команд алгоритма.
Добившись понимания условия задачи, надо вернуться к обозначениям, которые можно применять в алгоритме перевоза волка, козы и капусты. Формализация команд алгоритма проводится впервые, поэтому слово – учителю.
В команде для перевозчика надо указать направление перевозки:
когда перевозчик едет с левого берега на правый, это нужно отметить стрелкой ;
когда надо отправиться в путь с правого берега на левый – стрелкой ;
Кроме того, в команде, то есть рядом со стрелкой надо указать, кого повезут в лодке:
если в лодке поедет волк, то около стрелки пишем слово ВОЛК;
если – коза, около стрелки отметим – КОЗА;
если старик взял с собой капусту, то у стрелки надо написать слово КАПУСТА;
наконец, если старик едет в лодке один, то около стрелки ничего писать не надо.
Вот в таких обозначениях требуется описать весь алгоритм перевозки. Попробуем записать, например, самую первую команду алгоритма. Первый ход в этой задаче, допускающей, вообще говоря, два решения, однозначен. Разветвление начинается с третьего хода.
Итак, первый ход – это:
КОЗА
Учитель демонстрирует эту запись на доске.
5. Игра в классе.
Учитель может предложить детям разыграть спектакль “Перевозка” прямо на уроке. На полу перед доской условно отмечаются берега речки. На одном берегу сосредоточены все персонажи. Выбор исполнителей на роли старика-перевозчика, волка, козы и капусты не составит труда. Нельзя быть уверенным, что юные исполнители смогут очень ярко воплотить образы своих героев, поэтому учитель должен заготовить до урока плакаты (или шапочки) с надписями “Перевозчик”, “Волк”, “Капуста”, “Коза” и раздать их артистам. Они демонстрируют плакаты так, чтобы весь класс мог видеть, как будут перемещаться персонажи сказки.
В спектакле участвует еще один участник – ведущий. Это автор предлагаемого решения. Он должен подавать команды Перевозчику. На роль ведущего учитель вызывает ученика, который в предварительных устных обсуждениях успел показать правильный подход к построению алгоритма перевозки. Этот ученик, став немного в стороне от группы персонажей, произносит команды одну за другой. Следуя этим командам, Перевозчик берет за руку “волка”, “козу” или “капусту” и “переплывает” (переходит) с одного “берега” на другой. Иногда, выполняя команду, Перевозчик перемещается один. Дети замечают (или учитель им подсказывает): исполнителем в этой задаче является только один персонаж – Перевозчик. Именно он исполняет команды ведущего; волк, коза и капуста, хотя и являются участниками спектакля, но представляют собою только обстановку, среду, в которой развертываются события.
Учителю важно следить не только за корректностью выдаваемых команд и правильностью их выполнения, но и за сохранением духа спектакля. Еще одна важная функция учителя в этой игре: сразу после выполнения команды он выписывает ее на доске для демонстрации всему классу.
Если спектакль достигнет цели и вызовет энтузиазм зрителей, можно, сменив состав артистов, повторить сценку еще раз. После этого следует перейти к проверке алгоритма в его формальной записи.
Решений у задачи два. Они отличаются лишь третьим ходом (и соответствующими последствиями). Вот как выглядят эти решения в обозначениях, которые были введены:
|
Первое решение:
|
Второе решение:
|
Зафиксировав решение, полезно обсудить его: выделить начальную информацию, конечную информацию (результат) и описание алгоритма.
Учитель обращает внимание на стилизованный рисунок, выполненный им на заранее заготовленном плакате.
Рис. 1
– Взгляните на рисунок, где изображено положение действующих лиц в начале задачи. Что вы видите на рисунке?
– Волка, козу, капусту и перевозчика.
– Где они находятся?
– На левом берегу.
– Этот рисунок – информация о начальном положении в задаче.
– Теперь посмотрите на другой рисунок. (Учитель показывает еще один заготовленный рисунок. Что здесь изображено?
Рис. 2
– Перевозчик, волк, коза и капуста в конечном положении, на правом берегу.
– Верно! Здесь мы работаем с тремя порциями информации: начальное положение, конечное положение и алгоритм решения. Можно говорить и о числе команд алгоритма, и о правильности записи каждой команды. Это потому, что было принято соглашение о формальном изображении команд.
6. Лабораторная работа: Перевозчик.
Игра и анализ алгоритма подготовили учеников к лабораторной работе. Теперь тот же спектакль каждый из них сыграет на машине. В лабораторной работе команды алгоритма следует записывать так:
выбор направления перевоза – нажатие стрелки (ВПРАВО переезд на правый берег, ВЛЕВО – переезд на левый берег);
выбор “пассажира” – нажатие пробела (каждое нажатие клавиши ставит рядом со стрелкой фигурку волка, козы или капусты; если это место остается пустым, перевозчик поедет в лодке один);
посадка пассажира в лодку и отправление лодки – нажатие клавиши выполнения (ENTER).
В ходе работы могут возникать следующие сообщения:
«Не могу» - некорректная команда (например, пользователь хочет перевезти капусту с левого берега на правый, а она уже находится на правом берегу).
«Не понимаю» - не указано направление перевоза.
«Съели» - неправильное решение (коза съела капусту или волк съел козу).
На ученических компьютерах загружена программа-исполнитель Перевозчик. Лабораторная работа состоит в том, чтобы перевезти волка, козу и капусту на другой берег, используя только что обсужденные обозначения для команд алгоритма.
Ученики работают, учитель наблюдает, дает пояснения детям.
Работа завершена.
Сделали упражнение для отдыха глаз: на стене висят картинки с изображением птиц и дерева. Необходимо проводить глазами птицу из левого угла до дерева, а потом с дерева в правый угол и обратно.
Сделали упражнение, разминающее пальцы:
1. Утром рано он закрыт,
Но к полудню ближе
Раскрывает лепестки
Красоту их вижу.
К вечеру цветок опять
Закрывает венчик
И теперь он будет спать
До утра, как птенчик.
2. Доброе утро, здравствуй, Иван,
Доброе утро, здравствуй, Степан,
Доброе утро, здравствуй, Сергей,
Доброе утро, здравствуй, Андрей,
Доброе утро, здравствуй, Антон.
7. Итог урока.
Итак, сегодня на уроке мы с вами научились составлять план решения задачи. И рассмотрели понятие алгоритма. Давайте вспомним, что такое алгоритм.
Дети предлагают определение.
Затем мы рассмотрели способы записи алгоритмов. Какие это способы?
Ребята отвечают.
А также составили алгоритм перевозки паромщиком через реку козы, волка и капусты и увидели процесс его выполнения.
Литература:
Горячев А.В., Ключ Н.В. «Все по полочкам». Методические рекомендации к курсу информатики для дошкольников. – М.: «Баласс», 1999. – 64 с.
Молодцов В.А., Рыжикова Н.Б. Современные открытые уроки информатики. 8 – 11 классы. – Ростов н/Д: изд-во «Феникс», 2002. – 352 с.
Первин Ю.А. Программно-методический комплекс для начальной школы «Роботландия 96». Информация, алгоритмы, компьютеры. Пособие для учителя. Переславль-Залесский, 1996