Урок информатики по теме "Алгоритм. Определения и основные понятия"

Тема урока: «Понятие алгоритма. Исполнитель алгоритма. Вспомогательные алгоритмы».

Тип урока: урок с применением опорных конспектов.

Вид: комбинированный урок.

Технология: личностно-ориентированная.

Время проведения: первый урок по теме «Алгоритмы. Определения и основные понятия» (подготовительный курс).

Цели урока:

1. Обучающая цель: создать условия для формирования первичного представления об алгоритме, о его исполнении, о вспомогательных алгоритмах.

2. Развивающая цель: развивать логическое и алгоритмическое мышления школьников через установление причинно-следственных связей.

3. Мотивационная цель: побудить интерес к изучению предмета.

Задачи урока:

1. Воспитательная — развитие познавательного интереса, логического мышления.

2. Учебная — познакомиться с понятием алгоритма, вспомогательного алгоритма, исполнением алгоритма, переменной.

3. Развивающая: развитие алгоритмического мышления, памяти, внимательности.

Подготовка к уроку:

• каждому ученику на стол выдается лист опорного конспекта;
• необходимо составить разноуровневые задания по теме урока;
• на демонстрационном экране или большом листе ватмана нужно подготовить лист опорного конспекта.

План урока

Ход урока

1. Организационный момент

2. Мотивационное начало урока

Учитель: Здравствуйте, тема нашего сегодняшнего урока: Алгоритм. Основные определения и понятия. Цель нашего урока — выяснить, что такое алгоритм, где в реальной жизни мы с ним встречаемся, что такое вспомогательный алгоритм, что значит выражение «исполнитель алгоритма» и дадим этим понятиям определение. Для достижения цели нашего урока мы воспользуемся опорными конспектами, которые лежат на ваших столах. Положите их перед собой и внимательно рассмотрите.

3. Объяснение темы урока

(Учитель дает пояснение к листу опорных сигналов.)

Алгоритм — это порядок действий, по которым выполняется какое-либо задание. Житейским примером, который может быть использован для пояснения способа записи алгоритма, является любой кулинарный рецепт — как приготовить определенное блюдо (что) из определенных продуктов (из чего)? Аналогия полная. Имя алгоритма — это название производимого продукта. Если алгоритм пишется для ЭВМ, то его часто так и называют — программный продукт.

Для того, чтобы задача, для которой написан алгоритм, была решена, нужно знать исходные данные, которые являются аргументами (входами) и результаты (выходы) этого алгоритма, а также правила, при помощи которых они преобразуются. В нашем случае мы будем делать пирог, поэтому как исходные данные должны взять сахар, молоко, муку и т.п., а если бы стояла задача приготовить котлеты? Какие продукты нужно взять и что с ними нужно сделать?

(Ученики отвечают на поставленный вопрос. В случае неверного ответа учитель должен подсказать им ответ.)

Учитель: Следующее понятие, которое мы должны изучить — это понятие промежуточной величины. Нам знакомы исходные данные, знакомы выходные величины, а что такое промежуточная величина?

На рисунке изображен опорный сигнал в виде двух клеток с разными хищными животными: в одной — тигр, в другой — пума. Можно ли поменять местами животных, не пользуясь третьей, промежуточной клеткой? Таким образом, меняются местами и данные в различных ячейках компьютера — при помощи вспомогательной ячейки. При исполнении любого алгоритма могут понадобиться некоторые вспомогательные, промежуточные величины.

Промежуточные величины не являются ни аргументами, ни результатами, но в теле алгоритма они должны быть обязательно описаны, так как им должно быть предоставлено место в памяти ЭВМ в соответствии с их типом. В реальных программах количество промежуточных величин может значительно превышать количество аргументов и результатов.

Следующий опорный сигнал иллюстрирует возможность оптимизации труда, путем применения так называемых вспомогательных алгоритмов. Дело в том, что хороший алгоритм, составленный однажды, не имеет тенденции к порче и потому его можно использовать как угодно долго, а чтобы не переписывать каждый раз, из хороших алгоритмов составляют библиотеки алгоритмов и определяют общие правила пользования такими библиотеками. Все алгоритмы, занесенные туда, называют вспомогательными. В алгоритмических языках они называются процедурами и функциями. Например, мы составляем вспомогательный алгоритм, позволяющий изготавливать смеси из нескольких продуктов. Назовем этот алгоритм «Смесь». Теперь, для того, чтобы изготовить торт, нам нужно вызвать этот алгоритм из библиотеки и приготовить смесь из исходных продуктов. А если нам необходимо приготовить не тесто или крем для торта, а раствор для кладки кирпича? Мы возьмем другие исходные данные: песок, цемент и воду, и воспользуемся алгоритмом «Смесь», При написании программы для того, чтобы воспользоваться вспомогательным алгоритмом, необходимо в нужном месте написать команду (оператор) вызова вспомогательного алгоритма. Она имеет следующий формат:

ИМЯ ВСПОМ. АЛГ. (список исходных данных).

Алгоритм, вспомогательный в одном случае, может оказаться основным по отношению к другому алгоритму, если во время работы он обращается к нему. Этот другой алгоритм будет по отношению к вызывающему вспомогательным. (Приложение)

На схеме стрелочкой с надписью «возврат и результат» подчеркнут тот факт, что возвращение результата работы вспомогательного алгоритма происходит всегда в вызывающий, т.е. в основной для него, алгоритм к команде, следующей за командой вызова.

4. Этап обобщения, систематизации знаний и закрепление изученного

Перед этим этапом целесообразно провести мини-игру «Поделись улыбкою своей!» для снятия напряжения.

Учитель: А теперь вернемся к первой таблице нашей схемы и сделаем выводы (Учитель ставит вопросы, подводящие учеников к цели урока и выполнения ими задач урока.)

Вопрос: Как называются все продукты, из которых приготовим пирог? (Показывает соответствующую ячейку таблицы.)

Ответ: Исходные данные или аргументы.

Учитель:

Вопрос: Как называется конечный продукт, пирог?

Ответ: Результат.

Учитель:

Вопрос: Как мы называем процесс перехода исходных данных в результат?

Ответ: Алгоритм.

Учитель: Давайте дадим определение алгоритма (помогает детям): Алгоритм — это последовательность действий, направленных на выполнение какой-либо задачи.

Для того, чтобы выполнить задачу нужно знать: ЧТО?, ИЗ ЧЕГО? и КАК ПОЛУЧИТЬ? (Запись в тетради.)

Учитель:

Вопрос: А теперь давайте придумаем определение промежуточной величины!

Ответ: Промежуточные величины не являются ни аргументами, ни результатами, они предназначены для временного хранения величин.

Учитель:

Вопрос: А для чего предназначены вспомогательные алгоритмы?

Ответ: Для облегчения труда программистов, вместо того, чтобы каждый раз писать какой-либо алгоритм, проще его взять из библиотеки вспомогательных алгоритмов.

Учитель:

Вопрос: А теперь придумайте, пожалуйста, алгоритм, в котором нужно воспользоваться промежуточной переменной!

Ответ: Приводят свои алгоритмы, например, поменять содержимое двух стаканов: в одном вода, в другом – сок и т.п.

Учитель:

Вопрос: Хорошо! А как вы можете помочь маме на кухне, применяя вспомогательные алгоритмы? Какая библиотека алгоритмов нам бы здесь понадобилась?

Ответ: Алгоритм снятия кожуры с одной картошки — для чистки большого количества картофеля, алгоритм стирки одного носка и т.п.

5. Подведение итогов урока, домашнее задание

Для определения, достиг ли урок поставленной цели, необходимо провести с учащимися проверочную работу, для чего надо предложить им написать алгоритмы различных жизненных ситуаций, с выделением исходных данных, результатов, промежуточных переменных и вспомогательных алгоритмов. Например: подготовка домашних заданий. Исходные данные: учебники, тетради, пособия. Результат: твердые знания, хорошие оценки. Промежуточные переменные: черновики, краткие конспекты и т.п.

Это же задание можно предложить и в качестве домашнего, но выбрать более сложную ситуацию.

Учитель: Прошу сдать свои работы. На этом мы заканчиваем урок. Он был интересен, мы узнали много нового, того, что очень пригодится в дальнейшем. До свидания!