Цели урока: способствовать формированию у учащихся понятий “данные” и “величина”; представления структуры и принципа хранения данных в памяти компьютера; познакомить с системой команд исполнителя-компьютера; разобрать принципы работы команд присваивания, ввода и вывода.
Задачи урока:
- образовательная – формирование навыков составления алгоритмов решения задач с использованием команд присваивания, ввода и вывода;
- развивающая – развитие логического и алгоритмического мышления, памяти, внимательности;
- воспитательная – развитие познавательного интереса, логического мышления.
Тип урока: урок изучения нового материала.
Вид урока: урок с применением опорных конспектов.
Возраст учащихся: 9 класс.
Место урока в учебном плане: второй урок в разделе: “Алгоритмизация. Основы программирования”. Учащиеся знакомы с понятиями “алгоритм” и “исполнитель”, со свойствами алгоритма.
Оборудование урока:
- компьютер учителя;
- мультимедийный проектор;
- презентации, подготовленные в MS PowerPoint;
- опорные конспекты.
План урока.
- Организационный момент.
- Повторение пройденного материала.
- Сообщение темы и постановка цели урока.
- Изучение нового материала
- Закрепление нового материала: решение задач.
- Подведение итогов.
- Постановка домашнего задания.
Ход урока
1. Организационный момент
Учитель. Здравствуйте, ребята! Садитесь. Сегодня мы будем работать с опорными конспектами, поэтому, у всех на столах должны лежать пронумерованные листы 1-4.
2. Повторение пройденного материала
Учитель. Давайте вспомним, какую тему мы изучили на прошлом уроке. (“Алгоритм. Свойства алгоритма. Исполнители алгоритмов”.)
Что же мы будем понимать под словом “алгоритм”? (Под алгоритмом будем понимать понятное и точное предписание исполнителю выполнить конечную последовательность команд, приводящую от исходных данных к искомому результату.)
Можно ли считать эту формулировку определением? (Нет, понятие алгоритма в информатике является фундаментальным, неопределяемым.)
В вашей формулировке о каком исполнителе идет речь? (Любой алгоритм строится в расчете на определенного исполнителя, способного правильно понимать и точно выполнять все предписания алгоритма. Исполнителем может быть человек, робот, компьютер.)
А какие команды умеет выполнять исполнитель? (Любой исполнитель имеет свою систему команд – СКИ).
А что такое программа? (Программа – это алгоритм, записанный на языке исполнителя.)
Я вижу, что вы хорошо усвоили пройденный материал, поэтому мы можем приступить к изучению новой темы.
3. Сообщение темы и постановка цели урока
Сегодня мы продолжим изучение раздела “Алгоритмизация. Основы программирования”. Тема нашего урока: “Алгоритмы работы с величинами”. Значит, мы будем работать над алгоритмами, и в качестве исполнителя мы будем рассматривать компьютер, оснащенный системой программирования на определенном языке. На уроке мы должны разобрать понятия “данные” и “величина”, СКИ компьютера.
4. Изучение нового материала
Учитель. Вы знаете, что компьютер работает с информацией. Информация, обрабатываемая программой, называется данными. Отдельный информационный объект, например число, символ, называется величиной [1].
Как вы помните, при составлении алгоритма данные делятся на исходные и результаты. Также в процессе вычислений можно использовать и промежуточные данные.
При работе с данными их нужно где-то хранить. Так как у нас исполнителем является компьютер, то данные, с которыми работает программа, должны находиться в памяти компьютера. Давайте вспомним структуру оперативной памяти компьютера [4].
Возьмите опорный лист №1 <Приложение1>.
Как вы видите, память состоит из ячеек, каждая из которых имеет свой порядковый номер, или адрес. В этих ячейках мы и будем хранить данные. Занесение данных в память, а также извлечение их из памяти, производится строго по адресам.
Вывод: всякая величина занимает свое определенное место в памяти компьютера.
Величины, которые меняются в ходе выполнения программы, называются переменными, а те, которые не меняются – постоянными или константами.
У всякой величины имеются три основных свойства: имя, значение и тип.
Для удобства ячейкам памяти принято давать имя, или идентификатор. Идентификатор составляется из латинских букв и цифр, но первым символом должна быть обязательно буква. Например, X, Y, Sum, а также Max, A5, B1, Min и т.д.
Величина, хранящаяся в ячейке, называется значением ячейки или переменной.
На ваших листах №1 в ячейке под именем X хранится значение 9, в Y: -13, в Sum: -4. Значит, соответственно значение переменной X равно 9, Y = -13, Sum = -4.
Значение константы также хранится в выделенной под нее ячейке памяти.
Теперь рассмотрим типы величин.
Основные типы величин: числовой, символьный и логический. Числовой тип бывает целый и вещественный.
С типом величины связаны три ее свойства: множество допустимых значений, множество допустимых операций, форма внутреннего представления.
На опорном листе №2 <Приложение2> в таблице представлены эти свойства основных типов данных [2].
Перейдем к системе команд исполнителя-компьютера, так как нам необходимо, чтобы алгоритм был понят и точно исполнен нашим исполнителем.
Алгоритм работы с величинами составляется из следующих команд:
- присваивание
- ввод
- вывод
- обращение к вспомогательному алгоритму
- цикл
- ветвление.
Внимательно изучите схему на опорном листе №3 <Приложение3>.
Действия над величинами, определяемые алгоритмом, основываются на следующей иерархии понятий: операция – выражение – команда – система команд [2]. Операции для основных типов данных мы рассмотрели в таблице на опорном листе №2. Работать с выражениями мы будем на следующих уроках.
На сегодняшнем уроке мы разберем команды присваивания, ввода и вывода.
Внимание на экран. (Объяснение учителя следует с параллельной демонстрацией слайдов презентации) <Приложение5>.
(Слайд 1).
Команда присваивания – одна из основных команд в алгоритмах работы с величинами [1]. Запись этой команды имеет следующий вид:
<переменная> := <выражение>.
Знак “:=” надо читать как “присвоить”.
Эта команда выполняется справа налево. Это инструкция, которая обозначает последовательность действий:
- вычислить выражение;
- присвоить полученное значение переменной.
Это значит, в ячейку под именем переменной посылается значение выражения.
Рассмотрим примеры.
(Слайд 2).
Пример 1. Выполнить команды присваивания:
X := 4
Y := 3
Z := X+Y.
Решение. В ячейку Х отправляется число 4, в Y – число 3. Затем, выполняется операция сложения: 4 + 3 и полученное значение 7 отправляется в ячейку Z.
(Слайд 3).
Пример 2. Выполнить команды присваивания. Объяснить смысл второй команды.
X := 5
X := X +1.
Решение. В этом примере используется только одна ячейка Х. Ход выполнения алгоритма:
1) в ячейку под именем Х отправляется число 5;
2) из ячейки Х берется число 5, к нему прибавляется 1 и результат снова отправляется в ячейку под именем Х.
Значит, смысл команды X := X +1 заключается в том, что к значению переменной Х прибавляется единица и результат присваивается этой же переменной Х. То есть, данная команда увеличивает значение переменной Х на единицу.
(Слайд 4).
Команда ввода. Запись:
ввод <список переменных>. Например, ввод А, В, С.
По команде ввода компьютер прерывает выполнение программы и ждет действий пользователя. Пользователь должен ввести значения переменных с клавиатуры. После ввода эти значения попадают в соответственные ячейки памяти компьютера.
Рассмотрим пример.
(Слайд 5).
Пример 3. Ввести значения переменных А, В, С.
ввод А, В, С.
Компьютер ждет действий пользователя. Пользователь, например, вводит с клавиатуры через пробел: 8 -6 3. После нажатия <Enter> эти значения попадают в ячейки А, В, С.
(Слайд 6).
Команда вывода. Запись:
вывод <список вывода>. Например, вывод Х1, Х2.
Давайте рассмотрим схему на опорном листе №4 <Приложение4>.
Здесь рассмотрен алгоритм сложения двух чисел. С клавиатуры пользователем вводятся значения переменных А и В, которые попадают в соответственные ячейки. Процессором выполняется операция сложения значений ячеек А и В и командой присваивания полученное значение отправляется в ячейку С.
Чтобы пользователь мог увидеть результат решения задачи, команда вывода выводит значение ячейки С на экран.
Следовательно, можно сделать вывод:
1. Переменные величины получают конкретные значения в результате выполнения команды присваивания или команды ввода.
2. Результаты решения задачи сообщаются компьютером пользователю путем выполнения команды вывода.
5. Закрепление нового материала: решение задач.
Учитель. Итак, мы разобрали три команды, теперь нужно научиться применять полученные знания при решении задач.
№1. Указать значение величины S после выполнения следующих команд присваивания [3]:
- S:=5
S:=57; - S:=6
S:=-5.2*S
S:=0; - S:=-7.5
S:=2*3; - S:=45
K:=-25
S:=S+K.
При решении задачи для наглядности будем использовать таблицу, в которую будем вносить полученные значения переменных. Такая таблица называется трассировочной таблицей, а процесс ее заполнения называется трассировкой алгоритма [1].
Внимание на экран. (Запускается презентация, на слайдах используется эффект появления правильного решения после ответа учащихся) <Приложение6>.
Для решения задачи нужно еще раз вспомнить, как работает команда присваивания: сначала выполняется выражение справа от знака “=”, затем полученное значение отправляется в ячейку под именем переменной, записанной слева от знака “=”.
Пункты а и б разберем вместе, пункты в и г решите самостоятельно, а затем вместе выполним проверку. Решение в виде трассировочной таблицы оформите в тетради и запишите ответ.
(Решение каждого пункта задачи проверяется всем классом с использованием слайдов презентации) <Приложение6>.
Рассмотрев последовательное выполнение команд присваивания, какой вывод можно сделать?
После обсуждений делается вывод:
В результате выполнения команды присваивания в ячейку памяти помещается новое значение. Старое содержимое пропадает.
Учитель. А теперь решим еще одну задачу, алгоритм решения которой часто встречается при программировании.
№2. Даны две переменные величины X и Y. Требуется произвести между ними обмен значениями [1].
Прежде чем прейдем к решению этой задачи, рассмотрим пример.
Внимание на экран. <Приложение7>.
(Слад 1).
Пример. Имеются два стакана: в одном – молоко, в другом – вода. Нужно поменять содержимое этих стаканов местами. Как поступить?
(Слад 2).
Нам понадобится дополнительный третий пустой стакан. Последовательность действий будет следующей:
- перелить из 1-го в 3-й;
- перелить из 2-го в 1-й;
- перелить из 3-го во 2-й.
(Слад 3).
Для решения задачи №2 также нужна третья дополнительная переменная, например, Z. Такая переменная будет называться промежуточной величиной.
Составим алгоритм решения. (Слад 4).
ввод X,Y
Z:=X
X:=Y
Y:=Z
вывод X,Y
Заполним трассировочную таблицу. (Слад 5).
| Команда | X |
Y |
Z |
| ввод X,Y | 1 |
2 |
– |
| Z:=X | 1 |
2 |
1 |
| X:=Y | 2 |
2 |
1 |
| Y:=Z | 2 |
1 |
1 |
| вывод X,Y | 2 |
1 |
1 |
В итоге значения переменных X и Y поменялись местами.
6. Подведение итогов
Учитель. С задачами вы справились, теперь можно подвести итоги. Давайте проверим, как вы поняли новый материал. Для этого ответьте мне, пожалуйста, на следующие вопросы:
- Где хранит данные исполнитель-компьютер для решения задач?
- Какие команды умеет выполнять исполнитель-компьютер?
- Каким образом переменные величины получают конкретные значения?
- Какой командой сообщаются пользователю результаты решения задачи?
- Как называется таблица, с помощью которой проверяется ход выполнения алгоритма?
После обсуждений ответов на вопросы, учителем выставляются оценки.
7. Постановка домашнего задания
(Задания из учебника [1]).
- Прочитать § 12.1 и § 12.2, стр. 324-330 и ответить на вопросы 1-7 стр. 328, 1-5 стр.332.
- Решить задачи 8 стр. 328 и 9 стр.333.
Список использованной литературы
- И. Семакин, Л. Залогова, С. Русаков, Л. Шестакова. Информатика. Базовый курс. 7-9 классы – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001.
- И. Г. Семакин, Т. Ю. Шеина. Преподавание базового курса информатики в средней школе. Методическое пособие. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001.
- Д. М. Златопольский. Я иду на урок информатики: Задачи по программированию. 7-11 классы: Книга для учителя. – М.: Издательство “Первое сентября”, 2002.
- Д. М. Ушаков, Т. А. Юркова. Паскаль для школьников – СПб.: Питер, 2005.