Организация и методика проведения занятий по основам алгоритмизации на основе программирования

Способы записи алгоритмов.

1. Словесный или словесно-формульный – рассчитан на исполнителя-человека.
2. Графический – с помощью геометрических фигур, для исполнителя-человека, а также как подготовительный для реализации на компьютере.
3. Программа – для исполнителя-компьютера.

Учитель. Подробно графический способ записи рассмотрим на следующем занятии.

4. Закрепление.

Учитель. Объяснить суть свойства “дискретность”, привести пример. (Решение задачи разделяется на отдельные шаги, например, деление отрезка пополам.)

Является  ли алгоритмом следующая последовательность действий:

1. Достать ключ.
2. Вставить в замочную скважину.
3. Повернуть два раза по часовой стрелке.
4. Вынуть ключ.
5. Открыть дверь. (Да, по определению.)

В сказке герою даётся поручение: “Пойди туда, не знаю куда, принеси то, не знаю, что”. Можно ли этот набор действий считать  алгоритмом? Обоснуйте, используя свойства алгоритма. (Нет, т.к. отсутствуют все свойства.)

5. Итоги занятия.

Учитель. Что нового узнали на уроке? (Понятие алгоритма, его свойства и способы описания.)

Вы  хорошо сегодня поработали, много  сделано: тест, диктант, привели много примеров при изучении новой темы. Молодцы!

6. Домашнее задание:

1) выучить  основные понятия и определения; 
2) записать в тетради алгоритм из любой области деятельности.

Занятие № 2

Тема. Основные типы алгоритмов: линейный, разветвляющийся, циклический.

Цели:

образовательные – изучить основные типы алгоритмов, представление их в виде схем, закрепить свойства и способы описания алгоритмов; 
развивающие – продолжить развитие логического мышления, памяти, внимания, умения сравнивать и анализировать; 
воспитательные – воспитывать трудолюбие, самостоятельность, культуру речи, культуру взаимоотношений студентов и студентов и преподавателя.

Тип занятия: комбинированный урок.

План занятия:

1. Организационный  момент. 
2. Анализ выполнения работ предыдущего урока. 
2.1. Анализ теста. 
2.2. Анализ диктанта. 
3. Проверка домашнего задания. 
3.1. Фронтальная беседа. 
3.2. Проверка записей в тетрадях – примеры алгоритмов. 
3.3 Тест “Алгоритм и его свойства”. 
4. Изучение нового материала. 
4.1. Графическое описание алгоритмов. 
4.2. Основные типы алгоритмов. 
5. Закрепление в процессе изучения нового материала. 
5.1. Решение задачи на линейную структуру. 
5.2. Решение задачи на ветвление. 
6. Домашнее задание.

ХОД ЗАНЯТИЯ

1. Организационный момент.

Мотивация (связать с будущей профессией): нам нужно изучить основные типы алгоритмов, их представление в графической наглядной форме, чтобы подготовиться к решению задач на компьютере. Кроме того, нужно хорошо усвоить, что выполнение алгоритмов (иногда подсознательное) – это основа всей деятельности человека: социальной, учебной, научной, профессиональной. В бухгалтерии бухгалтеры-расчётчики будут заниматься начислением вашей зарплаты, так же используя алгоритмы. Наша с вами задача - познакомиться с основами разработки алгоритмов.

2. Анализ выполнения работ предыдущего урока.

2.1. Анализ  теста: указать типичные недостатки  на конкретных примерах, прокомментировать  ответы.  
2.2. Анализ диктанта.

Учитель. Трудность вызвал в основном десятый вопрос, но прежде ответьте: какие модели являются динамическими? (Динамические модели: их состояние изменяется во времени. Статические модели: их состояние не изменяется во времени.)

Вопрос  № 10 в диктанте формулировался так: “Какая модель является динамической: формула химического соединения или формула закона Ома?”. Каким должен быть ответ? (Никакая)

Вас сбил союз или, и вы, не вдумываясь, выбрали ответ из двух предложенных неверных.

3. Проверка домашнего задания.

3.1. Фронтальная  беседа.

1. Что называется алгоритмом? (Алгоритм – это конечная последовательность действий, направленная…)
2. А правильно ли поставлен вопрос? Каким понятием является понятие алгоритма? (Базовое неопределяемое понятие информатики)
3. Как правильно сформулировать вопрос? (Как описывается алгоритм? Что такое алгоритм?- т.е. не должно быть слова “называется”.)
4. Назовите и объясните свойства алгоритма. (Перечисляются и объясняются свойства алгоритма )
5. Перечислить способы записи алгоритма. (Перечисляются способы записи алгоритма.)

3.2. Проверка  записей в тетрадях – зачитывают  примеры алгоритмов.

3.3. Тест  “Алгоритм и его свойства”  <Приложение 2>.

Порядок (алгоритм) выполнения.

1. Вписать фамилию и номер группы в графе для отвечающего.
2. Вписать номера ответов в столбец “Ответ”.
3. Через 5 минут обменяться тестами и бланками ответов с соседом.
4. Вписать фамилию и номер группы в графе для проверяющего.
5. Ответить и сравнить полученные ответы: в зависимости от числа совпадений выставить оценку.

Критерий  оценки: оценка равна количеству совпадающих ответов.

Исправления в бланке ответов не допускаются!

4. Изучение нового материала.

4.1. Графическое  описание алгоритмов (Записать в тетради).

При графическом  описании алгоритм изображается в виде схемы с помощью стандартного набора геометрических фигур <Рисунок 2>

Рисунок 2.

(Преподаватель  объясняет назначение и стандарт  изображения каждой фигуры)

4.2. Основные  типы алгоритмов.

При решении  задач студенты привлекаются к решению, т.к. на занятиях по физике они изучили этот материал.

1. Задача. Два конденсатора электроёмкостью С₁ и С₂ соединены последовательно. Определить общую электроёмкость.

Исходные  данные: С₁ и С₂.     Результат: С_О.

Формула для вычислений:  .

Учитель. Изобразим графически, располагая слева на странице, чтобы справа осталось место.

(Поясняется  порядок действий компьютера  при математических вычислениях:

Рисунок 3.

сначала выполняются вычисления, а затем  результат помещается в ячейку памяти - подготовка к изучению оператора  присваивания).

Рисунок 4.

2. Задача. Даны два конденсатора электроёмкостью С₁ и С₂.

Определить  общую электроёмкость.

Возникает вопрос: как они соединены? Мы хотим  решать задачи с любым типом соединения конденсаторов (массовость), т.е. на выбор формулы повлияет вид соединения.

Исходные  данные: С₁ и С₂ , вид соединения.    Результат: С_О.

Формула:

, если конденсаторы соединены  последовательно;

, если конденсаторы соединены  параллельно.

Ответ на вопрос о соединении конденсаторов  позволяет выбрать формулу для решения.

Вопрос  всегда представляет собой логическое выражение, которое может быть истинным или ложным, что соответствует  ответу “да” или “нет”.

3. Задача. Дано число а. Возвести его в квадрат, если оно отрицательно, в противном случае оставить без изменения.

 

 

Рисунок 5.

Рисунок 6.

После решения задач выясняем совпадения и разницу в изображении алгоритмов, подписываем “Полная развилка” и “Неполная развилка”.

4. Задача. Получить из натурального числа х число 0 при помощи единицы.

Обсуждаем со студентами действие, с помощью  которого можно получить требуемый  результат и условие прекращения действий, т.к. они выполняются неоднократно.

а)

Рисунок 7.

б) По условию х – натуральное число, т.е. не равно 0, поэтому можно сразу начать алгоритм с уменьшения х. Как при этом изменится блок-схема?

Рисунок 8.

Выясняем, что схемы отличаются местом постановки условия, записываем “Цикл с предусловием” и “Цикл с послеусловием”.

Можем ли мы сказать, сколько раз повторятся действия в цикле? (Нет, это зависит  от вводимого числа.)

Записать в тетрадях.

Цикл  с предусловием может не выполниться  ни разу, а цикл с после условием – бесконечное число раз (зацикливание) при неправильном вводе х = 0.

Циклы с предусловием и с послеусловием  называются циклами с неизвестным  числом повторений.

Тело цикла – это последовательность повторяющихся действий.

Учитель.

Цикл  с известным числом повторений мы рассмотрим на следующих занятиях.

Соотнесите  рассмотренные схемы с темой  занятия и попробуйте сформулировать определения основных типов алгоритмов самостоятельно. (Обсуждаем и записываем в тетради.)

Определение 1. Алгоритм, в котором вычислительные или другие действия записываются в естественной форме, последовательно, называется линейным.

Определение 2. Алгоритм, в котором выбор одного из вариантов действий зависит от некоторого условия, называется разветвляющимсяили ветвлением.

Определение 3. Алгоритм, в котором некоторая последовательность действий повторяется конечное число раз, называется циклическим.

5. Закрепление.

1. Назовите по схемам (устно, по чертежам на доске): условие цикла, тело цикла, цикл с предусловием, цикл с послеусловием, условия выбора варианта решения.
2. Решение задачи на линейную структуру.

Задача. Вычислить значение функции  . Составить алгоритм решения задачи и записать его в виде блок-схемы.

Решение:

Рисунок 9.

6. Итоги занятия (Что узнали нового? Чему научились? Отметить работу отдельных студентов)

7. Домашнее задание:

1) выучить  определения, фигуры для изображения схем алгоритмов, основные структуры алгоритмов; 
2) составить алгоритм для человека, не умеющего пользоваться телефоном, и изобразить схему алгоритма (телефон исправен).

Занятие № 3

Тема. Составление простейших алгоритмов и запись их различными способами.

Цели:

образовательные – формировать алгоритмическую культуру студентов, умения в построении схем линейных и разветвляющихся алгоритмов; 
развивающие – продолжить развитие логического мышления, индуктивных и дедуктивных приёмов рассуждений, памяти, внимания; 
воспитательные – воспитывать дисциплинированность, аккуратность, самостоятельность, культуру речи.

Тип занятия: закрепление знаний и формирование умений.

План занятия:

1. Организационный  момент. 
2. Анализ выполнения теста предыдущего занятия. 
3. Проверка знаний. 
3.1. Решение домашней задачи (алгоритм “Телефон”). 
3.2. Кроссворд. 
4. Решение задач по теме занятия. 
5. Домашнее задание. 
6. Подведение итогов. 
7. Самостоятельная работа.

ХОД ЗАНЯТИЯ

1. Организационный момент.

Мотивация: Сегодня необходимо научиться записывать линейные и разветвляющиеся алгоритмы графическим способом, т.к. от наглядного изображения алгоритмов проще перейти к их переводу на язык программирования (написанию программы, исполняемой компьютером).

2. Анализ теста: прокомментировать работу отдельных студентов, разобрать типичные ошибки.

3. Проверка знаний.

3.1. Проверка  домашнего задания (до начала  занятия один из студентов  изобразит полученный алгоритм  “Телефон” на доске): рассмотреть  основные моменты предыдущего  материала – типы алгоритма, основные (базовые) структуры.

Рисунок 10.

3.2. Кроссворд  (с последующим обсуждением вопросов): отводится 12 минут <Приложение 3>.

Примечание. Студентам, которые завершат работу ранее отведенного времени, дать дополнительное задание: “Шахматы”  и “Анаграмма” <Приложение 4>.

После выполнения задания рассмотреть наиболее трудные вопросы и дать правильные ответы.

Учитель. Наибольшую трудность вызвали вопросы 7, 10, 13 и 14, разбираем правильные ответы на эти вопросы.

4. Решение задач по теме урока (текст задач на каждом столе) <Приложение 5>.

4.1. Обязательные  задачи.

4.1.1. Задача “Горшок масла”. Хозяйка в продолжении поста накопила 2 горшка масла: один в 8 фунтов, другой в 3 фунта. Третий горшок – в 5 фунтов – остался у неё пустым. Перед праздником хозяйке понадобилось одолжить 6 фунтов масла соседке. Как она это сделала, если меркой могли служить только те же 3 горшка. Написать словесный алгоритм решения задачи.

Решение. Вариант 1.

1. Переложить содержимое 3-фунтового горшка в 5 футовый: 3ф —> 5ф;
2. Дополнить из 8-фунтового в 5-фунтовый: 8ф  —> 5ф;
3. Отдать соседке масло в 8-фунтовом горшке.

Вариант 2.

1. Отложить масло из 8-фунтового в 5-фунтовый: 8ф   —> 5ф;
2. Дополнить 8-фунтовый горшок <span class="dash