Урок информатики в 9-м классе по теме "Понятие алгоритма"

Цель урока: Работа над понятием «алгоритм».

Задачи:

• Образовательные

- Рассмотреть проблему определения понятия «алгоритм»;
- Познакомить учащихся с понятием «алгоритм»;
- История термина;
- Организовать совместную деятельность по изучению свойств алгоритма;
- Рассмотреть виды алгоритмов;
- Изучить формы записи алгоритмов;
- Формирование навыков составления алгоритмов посредством команд (шагов);

• Развивающие

- Формирование устойчивой познавательной учебной деятельности:
- Развитие познавательного интереса, творческой активности учащихся;
- Развитие у школьников умения правильно излагать мысли;
- Развитие учебно-организационных умений: организовать себя на выполнение поставленной задачи, осуществлять самоконтроль и самоанализ учебной деятельности;
- Развитие навыков самостоятельной работы;
- Способствовать развитию коммуникативности;
- Развивать алгоритмическое, логическое мышление, память, внимание.

• Воспитательные

- Воспитать умение работать в группе;
- Способствовать формированию познавательного интереса к предмету, потребность пользоваться дополнительной литературой;
- Воспитывать этические нормы общения, дисциплинированность, ответственность.
Тип урока: изучение нового материала.
Материальное обеспечение:

• компьютерный класс (один компьютер на одного учащегося);
• мультимедиа проектор;
• презентация по теме;
• кроссворд по теме;
• электронный тест.

План урока:

Ход урока:

1. Организационный момент и постановка цели урока
- Здравствуйте, ребята! Садитесь. Наш урок сегодня будет посвящен изучению очень важного понятия в информатике, название которого вы узнаете, разгадав кроссворд (ПРИЛОЖЕНИЕ 1).

3. Изучение нового материала (ПРИЛОЖЕНИЕ 2)
- Молодцы! А теперь запишите в тетрадь число и тему урока: «Понятие алгоритма».
Происхождение понятия алгоритма связано с именем великого среднеазиатского ученого Аль Хорезми, жившего в 9 веке н.э. Им были сформулированы впервые правила выполнения четырех арифметических действий с многозначными числами. Эти правила носили название алгоритм.

Определения алгоритма

Единого «истинного» определения понятия «алгоритм» нет.
Учитель: Наша учеба, работа, личные дела - это каждодневное, ежечасное решение различных задач. Каждая задача требует для своего решения выполнения определенных действий. Многократно решая задачи, можно заметить, что необходимые действия должны выполняться в строго определенном порядке. В таких случаях принято говорить об алгоритме решения задач.
Учитель: Вы решили порадовать маму и в день её рождения испечь любимый торт. Для этого вы возьмете кулинарную книгу и найдете там подходящий рецепт. Например такой (на экране):
Торт “Весна”
Для теста: 200 г маргарина, 200 г сметаны, 3 стакана муки, 1 ч.л. соли.
Для бисквита: 4 яйца, 1 стакан сахара, 1 стакан муки.
Для начинки: 1 стакан яблочного конфитюра, полстакана сахарной пудры.
Муку и масло положить в миску, порубить ножом, чтобы получилась маслянистая крупа, влить сметану, смешанную солью. И быстро замесить тесто. Разложить его на смазанный маслом противень ровным слоем, прижимая пальцами, поставить в хорошо нагретую духовку и слегка подрумянить. Затем вынуть. Смазать яблочной начинкой, сверху залить ровным слоем смеси для бисквита. Снова поставить в печь, убавив огонь. Когда бисквит зарумянится и пропечется, вынуть торт, и обсыпать сахарной пудрой. (Слайд 5)
Учитель: Чтобы приготовить торт нам нужно выполнить определенную последовательность действий, описанных в рецепте. А еще давайте вспомним правила решения квадратных уравнений (слайд 6).
Последовательность действий в этих двух примерах принято называть алгоритмом.
Учитель: Понятие алгоритма считается одним из древнейших. К началу 20 века слово «алгоритм» означало «всякий арифметический или алгебраический процесс, который выполняется по строго определенным правилам», именно так оно объясняется в Большой советской энциклопедии (1926).
Понятие «алгоритм» возникло задолго до появления ЭВМ, но с развитием вычислительной техники его роль значительно возросла. В работах Поста (логик), Винера, Маркова (советский математик) слово «алгоритм» обрело новую жизнь.
Вот некоторые определения понятия «Алгоритм»:
«Алгоритм — это конечный набор правил, который определяет последовательность операций для решения конкретного множества задач и обладает пятью важными чертами: конечность, определённость, ввод, вывод, эффективность». (Дональд Эрвин Кнут).
«Алгоритм — это всякая система вычислений, выполняемых по строго определённым правилам, которая после какого-либо числа шагов заведомо приводит к решению поставленной задачи». (А. Колмогоров).
«Алгоритм — это точное предписание, определяющее вычислительный процесс, идущий от варьируемых исходных данных к искомому результату». (А. Марков).
«Алгоритм — строго детерминированная последовательность действий, описывающая процесс преобразования объекта из начального состояния в конечное, записанная с помощью понятных исполнителю команд». (Н.Д. Угринович)
Алгоритм - это точная инструкция, а инструкции встречаются во всех областях человеческой деятельности. Однако не всякую инструкцию можно назвать алгоритмом. Решая задачу, человек часто не задумывается над тем, как он это делает, и порой, затрудняется записать последовательность выполняемых действий. Но для того, чтобы поручить решение задачи автоматическому устройству необходимо составить алгоритм с четким указанием последовательности действий. Чтобы автоматическое устройство могло решить задачу в соответствии с алгоритмом, оно должно понимать каждое указание алгоритма. Алгоритм применяется к искомому набору исходных величин, называемых аргументами. Цель исполнения алгоритма получение определенного результата, если в результате исполнения алгоритма не достигнута определенная цель, значит алгоритм либо неверен, либо не завершен.
Алгоритмом называется точная инструкция исполнителю в понятной для него форме, определяющая процесс достижения поставленной цели на основе имеющихся исходных данных за конечное число шагов.
Для изучения свойств алгоритмов учитель организует работу учащихся таким образом, чтобы они сами их выявили. Класс делится на несколько групп. Каждая группа должна составить подробную инструкцию для какого-либо действия: заваривание чая, решение уравнения, переход дороги по светофору, лепка снеговика, рисование круга на компьютере, перевод натуральных чисел из десятичной системы счисления в двоичную, решение логической задачи «Волк, коза и капуста» и др. Инструкцию ученики оформляют на альбомных листах. Инструкции учащихся вывешиваются на доске и обсуждаются по следующим вопросам:

• Все ли инструкции понятны? (понятность)
• Все ли команды четко прописаны и в правильной последовательности? (детерминированность)
• Что общего во всех этих инструкциях? (дискретность)
• Что получается после выполнения каждого алгоритма? (результативность)
• Можно ли один алгоритм, например инструкцию по завариванию чая, применить для выполнения аналогичного действия, например заваривания травяного сбора? (массовость)

Основными свойствами алгоритмов являются:
1. Универсальность (массовость) - применимость алгоритма к различным наборам исходных данных.
2. Дискретность - процесс решения задачи по алгоритму разбит на отдельные действия.
3. Однозначность (определенность, детерминированность) - правила и порядок выполнения действий алгоритма имеют единственное толкование.
4. Результативность (конечность)- по завершении выполнения алгоритма обязательно получается конечный результат.
5. Понятность и выполнимость - результата алгоритма достигается за конечное число шагов.
Способы записи алгоритмов
Для записи алгоритмов используют самые разнообразные средства. Выбор средства определяется типом исполняемого алгоритма. Выделяют следующие основные способы записи алгоритмов:
-вербальный (словесный), когда алгоритм описывается на человеческом языке;
-псевдокоды, когда алгоритм описывается с помощью набора символов;
-графический (язык блок-схем), когда алгоритм описывается с помощью набора графических изображений.
- программа, тексты на языках программирования.
4. Самостоятельная работа (ПРИЛОЖЕНИЕ 3)

Электронный тест на закрепление изученного материала по теме «Управление и кибернетика. Алгоритмы».

1. Наука об общих свойствах процессов управления в живых и неживых системах?

1. менеджмент;
2. кибернетика;
3. информатика;
4. математика.

2. Основатель кибернетики?

1. Джон фон Нейман;
2. Блез Паскаль;
3. Норберт Винер;
4. Чарльз Беббидж.

3. В каком году вышла первая книга по кибернетике?

1. 1984
2. 1848
3. 1948
4. 1884

4. Что такое алгоритм?

1. последовательность действий, приводящая к достижению заранее поставленной цели;
2. знания, сведения, которые получает человек из различных источников;
3. некоторое упрощенное подобие реального объекта;
4. процесс, связанный с получением, хранением, обработкой и передачей информации.

5. Свойствами алгоритма являются:

1. новизна, понятность, массовость, дискретность, результативность;
2. дискретность, результативность, детерминированность, массовость, понятность;
3. массовость, понятность, условность, четкость, однозначность;
4. четкость, однозначность, массовость, дискретность, результативность.

6. Расчлененность алгоритма на отдельные шаги, возможность выполнения которых исполнителем не вызывает сомнений, отражена в свойстве алгоритма, которое называется:

1. однозначностью;
2. результативностью;
3. понятностью;
4. дискретностью.

7. Какое из ниже перечисленных свойств не относится к основным свойствам алгоритма?

1. Результативность;
2. Массовость;
3. Корректность;
4. Определенность.

8. Представление алгоритма с помощью символов языка устно или письменно называется:

1. словесным;
2. графическим;
3. программным;
4. псевдокоды.

9. Запись алгоритма в виде последовательности команд компьютеру называется:

1. вербальной;
2. словесной;
3. графической;
4. программной.

10. Возможность применения алгоритма для решения целого класса типовых задач обеспечивает свойство:

1. Результативность;
2. Массовость;
3. Понятность;
4. Определенность.

5. Анализ и рефлексия.
Детям выставляются отметки за урок с комментариями.

Рефлексия.
Дайте ответы на следующие вопросы:

• Что нового мы изучили на уроке?
• Зачем нужны алгоритмы?
• Какую практическую значимость имеют полученные знания?
• Что вам удалось сделать на уроке?

6. Инструктаж по домашнему заданию.

Домашнее задание: § 40. Составить алгоритм (на выбор):

• Алгоритм чтения параграфа;
• Алгоритм повторения (через 15 минут, 6 часов и день);
• Алгоритм подготовки и выступления.

1. Алгоритм чтения параграфа
Существует множество алгоритмов чтения. Многие из них требуют специальной подготовки. Как, например, интегральный алгоритм чтения, предложенный в методике изучения быстрого чтения. Чтобы правильно применить интегральный алгоритм, нужны месяцы тренировки. Но есть и такие алгоритмы, которые не требуют подготовки и результат его эффективного действия виден сразу. Ниже дан пример такого алгоритма.
Алгоритм “ОЧОГ” - сокращенное название по первым буквам.
О — ориентировка. Прочитайте текст с целью понять его главные мысли. Если надо, подчеркните их, выпишите, повторите в памяти.
Ч—чтение. Прочитайте текст еще раз очень внимательно и постарайтесь выделить второстепенные детали. Установите связь между ними и главными мыслями. Несколько раз повторите в памяти главные мысли в их связи с второстепенными.
О — обзор. Быстро просмотрите текст. Проверьте, правильно ли вы связали главные мысли с соответствующими второстепенными деталями. Чтобы углубить понимание текста, поставьте вопросы к главным мыслям.
Г — главное. Мысленно перескажите текст или еще лучше, перескажите его кому-нибудь вслух, вспоминая при этом главные мысли. Дайте ответы на поставленные вопросы.
Как работает этот алгоритм? В данном алгоритме главные мысли повторяются четыре раза, естественно они лучше запомнятся. Кроме того, запоминание происходит систематизировано. А второстепенное, даже через большой интервал времени, всплывает в памяти как образное припоминания при вспоминании главных мыслей.

2. Алгоритм повторения
Алгоритм повторения самый простой и наиболее эффективный алгоритм в учебной деятельности. Сначала для понимания сущности алгоритма нужно рассказать учащимся теоретические сведения об особенности памяти, о том, что запоминание идет через повторение. Рассказать об эффективных интервалах повторения. Например, у ученика через неделю экзамен, как организовать эффективный способ изучения материала. Прочитать в первый день, повторить во второй, затем в третий и так далее до начала экзаменов. Или прочитать в первый и повторить перед экзаменом. Как эффективнее?
Для лучшего запоминания установлены эффективные интервалы повторения. Это через 15 минут, 6 часов и день. Т.е. после изучения новой темы, для лучшего запоминания, ученик должен вечером дома (через 6 часов после занятий) повторить учебный материал, и еще через день. В данном случае обеспечивается наилучшая прочность знаний. Оговоримся, что интервал в пятнадцать минут обеспечивает сам учитель на уроке.

3. Алгоритм подготовки и выступления
Как донести свои мысли до окружающих? Как подготовить выступление, чтобы тебя слушали с интересом? Каков должен быть ход изложения мысли?
Существуют множество алгоритмов подготовки выступления, чтения лекций, управления семинарскими занятиями.