Программирование – одна из самых традиционных тем в курсе информатики. Место и вес этой темы в программе курса со временем меняются. Во многих школах программирование изучается в рамках элективного курса или факультатива. Существует множество дополнительной литературы по программированию на языке Паскаль. Это фундаментальное описание синтаксиса и семантики языка с одной стороны, с другой стороны, это сборники решения задач. Для внимательного и вдумчивого прочтения этих учебников, выполнения предусмотренных заданий требуется значительное время.
К сожалению, в рамках школьных, даже внеурочных занятий такого количества времени найти невозможно, поэтому мною был разработан электронный учебник по теме “Программирование на языке Pascal".
Цель данного учебника – дать краткое и четкое изложение основ программирования на языке Паскаль и помочь выработать навыки составления программ по реализации различных алгоритмов. Изучение алгоритмизации по данному учебнику позволяет поставить на качественно новый уровень преподавание программирования. Поэтому он будет интересен как начинающим "с нуля", так и тем, кто уже изучает программирование. Успех в освоении учебного материала определяется следующими основными видами деятельности:
- Изучение теоретического материала, сопровождаемое ответами на поставленные вопросы.
- Работа с демонстрационными примерами.
- Ответ на вопросы по ходу изучения теоретического материала;
- Выполнение обучающих тренировочных тестов.
- Выполнение практических заданий.
В лекционной части дается сжатое изложение теоретического материала, который выдается небольшими порциями и поделен на разделы.
Закрепление изученного материала осуществляется в процессе ответов учащихся на вопросы, на которые необходимо отвечать после очередной порции информации, что позволяет учащимся лучше понять изучаемый материал.
<Рисунок 1>
Предлагаемые вопросы можно поделить на пять основных типов:
- выбор одного из двух <Рисунок 2>
- выбор нескольких из нескольких <Рисунок 3>
- ввод ответа в виде числового значения <Рисунок 4>
- ввод ответа в виде текстовой строки <Рисунок 5>
- вопрос с использованием графических изображений <Рисунок6>
<Рисунок 2>
<Рисунок 3>
<Рисунок 4>
<Рисунок 5>
<Рисунок 6>
Изучение теоретического материала сопровождается демонстрационными примерами (реализованы с помощью Flash-анимации), которые позволяют наглядно продемонстрировать выполнение команды, алгоритмической конструкции, те или иные алгоритмические приемы :
<Рисунок 7>
После изучения темы предлагается осуществить самоконтроль, ответив на вопросы теста (индивидуальный тренинг). Результатом является отметка, показывающая уровень обученности учащегося. После ответа на вопросы, учащийся может вернуться к теории, скорректировав свои знания.
<Рисунок 8>
Третьим этапом в изучении новой темы является практическая работа. Она включает упражнения двух разных уровней:
- на выработку элементарных умений, которые будут применяться в составе сложных (тренинг-обучение).
- на выработку умений узнавания изучаемого материала, его понимания и первоначального анализа (тренинг-закрепление).
<Рисунок 9>
К основным результатам использования электронного учебника по программированию на уроках информатики можно отнести следующее:
- ЭУ, как программный продукт учебного назначения, является для учащихся дополнительным источником информации наряду с книгой и учителем.
- Работа с ЭУ обогащает круг представлений учащихся о данном языке программирования, удовлетворяет их любознательность и интересы.
- Делает более доступным учебный и дидактический материал.
- Активизирует познавательную деятельность ученика, делает ее увлекательной и менее трудоемкой.
- Экономит учебное время, энергию преподавателя и учащегося путем уплотнения учебной программы и ускорения темпа обучения.
- Позволяет учителю проводить текущую проверку знаний учащихся на другом качественном уровне.
Основная роль учителя при использовании данного пособия – управляющая, организационная и консультационная. Обучение слабых учеников должно осуществляться под непосредственным руководством учителя. Сильным ученикам должна быть предоставлена возможность самостоятельно определять темп деятельности, но при этом контролируя, с одной стороны – полноту и качество выполняемых заданий, с другой – время непрерывной работы за компьютером. После изучения структуры и содержания электронного курса каждый учитель сможет разработать собственную систему занятий. В пособии не предусмотрены ограничения на переход от изучения одной темы к изучению следующей. Для окончательного подведения итогов усвоения отдельной темы необходимо участие учителя, тестирование носит обучающий характер. Учебное пособие выполнено в формате HTML с применением JavaScript программирования для осуществления удобной навигации, организации тестирования, программы Macromedia Flash 5.0 для демонстрации динамических примеров. Учебник имеет открытую архитектуру, что позволяет учителю корректировать и дополнять его своим материалом.
Тема урока: “Организация перебора”.
Цели:
Образовательные.
- Знать, когда используются вложенные циклы, как подсчитать количество выполнений тела цикла. Уметь организовать перебор с использованием вложенных циклов, построить трассировочную таблицу для проверки работоспособности, уметь решать задачи на организацию перебора.
- Развивать внимание, наблюдательность, память, логическое мышление;
- Научить учащихся научиться решать задачи с использованием вложенных циклов и организацией перебора
Воспитательные.
- Воспитание познавательной потребности, интереса к предмету;
- Прививание навыков самостоятельной работы.
Ход урока
1. Организационный момент (1 мин.):
- Проверка присутствующих.
- Проверка готовности к уроку
2. Актуализация знаний (2 мин.)
- Когда используется цикл с параметром?
- Записать формат конструкции цикла с параметром
- Сколько раз выполняется тело цикла?
3. Проверка домашнего задания (5 мин.)
4. Изложение нового материала – формирование новых знаний и умений (15 мин).
5. Изложение нового материала может идти с помощью электронного учебника или с помощью презентации (Приложение 1)
Вложенные циклы с параметром
Если в цикле в качестве оператора используется другой цикл, то такие циклы называются вложенными.
<Рисунок 10>
5. Закрепление полученных знаний (выполнение тренировочного теста по заданной теме):
<Рисунок 11>
Во многих прикладных задачах требуется найти оптимальное решение среди очень большого (но конечного!) числа вариантов. Иногда удается построить это решение сразу, но в большинстве случаев единственный способ его отыскать состоит в переборе ВСЕХ возможных вариантов и сравнении их между собой. Поэтому так важно для нас научиться строить алгоритмы ПЕРЕБОРА различных вариантов. В знаменитой басне И.Крылова "музыканты" менялись местами, чтобы улучшить качество исполнения музыки. Сколько по вашему существует способов рассадить участников квартета в один ряд? Другой пример. Вам предлагают сыграть в лотерею. Нужно отгадать 6 номеров из 49. Сколько существует возможных вариантов таких билетов? Этими вопросами занимается комбинаторика. Особая примета комбинаторных задач - вопрос, который можно сформулировать так, чтобы он начинался словами: "Сколькими способами..."
Учитель показывает презентацию (Приложение 2). (Первый вариант ведения урока.)
| Слайд 1 | |
| Слайд 2 | Формулируется задача |
| Слайд 3 | Строится математическая модель задачи |
| Слайд 4 | Показывается пример оформления цикла. Проговаривается, сколько вложенных циклов будет использовано для организации перебора. Учащиеся разбиваются на группы по 3 человека. Пишут программу решения задачи. Далее один из учащихся каждой группы решает задачу на ПК. Чья группа быстрее получит ответ, та группа получает оценку. Перед остальными ставится задача сократить количество переборов (Задаются вопросы:
|
| Слайд 5 | После того, как одна из групп получила оценку за правильно решенную задачу, высвечивается решение задачи для остальных групп. |
| Слайд 6 | После разбора вариантов сокращения перебора высвечивается решение задачи с одним из вариантов сокращенного перебора. |
или
Учитель просит открыть электронный учебник на странице “Вложенные циклы. Организация перебора” (Второй вариант ведения урока):
Практическая работа №1 по теме "Вложенные циклы. Организация перебора".
Старинная задача
Сколько можно купить быков, корови телят, если плата за быка -10 рублей, за корову - 5 рублей, за теленка полтинник (0,5 рубля) и на 100 рублей надо купить 100 голов скота.
<Рисунок 12>
Математическая модель:
Введем обозначения:
b - количество быков (по 10 рублей)
k - количество телят (по 5 рублей)
t - количество телят (по 0,5 рублей)
Введем ограничения на значения величин b,k,t:
Минимальное количество быков, которое можно купить равно - 0
Максимальное количество быков, которое можно купить на 100 рублей равно - 100/10=10.
Таким образом:
0<=b<=10 и
0<=k<=20 и
0<=t<=200, а так необходимо купить всего не более 100 голов скота, то 0<=t<=100
Всего необходимо купить 100 голов скота:
b+k+t=100 и
потратить 100 рублей:
10*b+5*k+0.5*t=100 или чтобы избавится от дробных чисел перепишем:
20*b+10*k+t=200
Алгоритм:
для b:=0 до 10 делать
для k:=0 до 20 делать
для t:=0 до 100 делать
если (b+k+t=100) и (20*b+10*k+t=200) то вывод b, k, t
кц
кц
кц
Задание:
Составить программу решения этой задачи методом перебора
Сократить количество переборов (уменьшив число выполнения тела цикла за счет удаления одного цикла)
6. Закрепление материала (применение имеющихся знаний в новых условиях)
Учащиеся выполняют самостоятельно задачи 1 и 2
Вариант №1
- У тараканов и пауков вместе 74 лапки. Сколько могло быть тараканов и пауков, если у таракана - 6 лапок, а у паука - 8 (указать все сочетания которые возможны)
- Назовем билет счастливым, если в его номере abcd (от 0000 до 9999) сумма первых двух цифр равна сумме двух последних. Найти количество таких билетов.
- Приписать к числу 1022 слева и справа по одной цифре так, чтобы полученное шестизначное число делилось на 7, 8 и 9. Найти это число.
- Украинскую денежную единицу - 1 гривну(100 копеек) - можно разменять монетами достоинством 1, 10 и 50 копеек. Сколькими способами это можно сделать, при условии, что количество монет не должно превышать 10 штук
Вариант №2
- У тараканов и пауков вместе 50 лапок. Сколько могло быть тараканов и пауков, если у таракана - 6 лапок, а у паука - 8 (указать все сочетания которые возможны)
- Назовем билет счастливым, если в его номере abcd (от 0000 до 9999) сумма всех цифр равна произведению этих цифр. Найти количество таких билетов.
- Приписать к числу 102 слева и справа по одной цифре так, чтобы полученное пятизначное число делилось на 4, 5 и 6. Найти это число.
- Стоимость бандероли N рублей. Имеются марки по цене 1, 5, 10 рублей. Сколькими способами можно оплатить стоимость бандероли, при условии, что количество марок не должно превышать 5 штук. (указать все возможные сочетания)
7. Подведение итогов
8. Домашнее задание: задачи 3 и 4 по вариантам