Линейные алгоритмы

Краткая аннотация урока:

Учебный предмет – информатика.

Уровень образования студентов: 1 курс специальность 050709 “Преподавание в начальных классах”, второй семестр изучения предмета.

Раздел программы: Основы алгоритмизации.

Место урока в изучении раздела: второй урок; до этого были рассмотрены понятие и свойства алгоритмов, формы представления алгоритмов, понятие исполнителя алгоритма, система команд исполнителя, графическая форма записи алгоритма (блок-схемы).

Форма учебной работы – классно-урочная.

Продолжительность урока: 45 минут.

Технологические особенности:

Дидактическое оснащение урока и ТСО: компьютер учителя, проектор, цифровое пособие к уроку интерактивный задачник “Алгоритмика 2.0”, компьютеры учащихся для выполнения индивидуальной работы, демонстрационная презентация “Линейные алгоритмы”.

Основные понятия: линейный алгоритм.

Тип урока: комбинированный.

Форма проведения: традиционный урок.

Методы обучения: фронтальный, индивидуальный, групповой, наглядно-практический.

Приобретаемые навыки студентов: применение знаний об алгоритмах линейной структуры к решению математических и других задач, создание алгоритмических моделей решения линейных задач, развитие способностей алгоритмически мыслить, совершенствование умений работать самостоятельно.

Формы организации работы детей: индивидуальная, самостоятельная и групповая работа.

Задачи урока:

    учебные:

• закрепить с учащимися понятия алгоритма, исполнителя, системы команд исполнителя, способы представления алгоритмов;
• подробнее познакомить учащихся с линейным алгоритмом;
• научить представлению алгоритмов в виде блок-схем.

    развивающие:

• развивать способность учащихся анализировать, сравнивать, делать выводы;
• активизировать познавательную активность учащихся через мультимедийные средства обучения;
• развивать образное, критическое, дивергентное мышление;

    воспитательные:

• повышение мотивации учащихся на уроке;
• достижение сознательного уровня усвоения материала учащимися;
• формирование чувства коллективизма и здорового соперничества;
• формирование алгоритмического мышления.

Методическое обеспечение урока:

• демонстрационные материалы в форме презентации (приложение 1);
• интерактивный задачник “Алгоритмика 2.0”.

Содержание слайдов демонстрационной презентации “Линейные алгоритмы”:

1. Тема изучаемого раздела.

2.-6. Задания для повторения.

7-11. Основные понятия урока. Общий вид ветвления.

12-16. Задание на применение блок-схем для решения линейных задач.

17-19. Задание для самостоятельной работы учащихся.

20. Закрепление материала.

21. Задание домашней работы.

Литература:

1. Голицына О.Л., Попов И.И. Основы алгоритмизации и программирования: учеб. пособие. – 3-е изд., испр. и доп. – М.: ФОРУМ, 2008. – 432 с.
2. Информатика. Задачник-практикум в 2 т./Л.А. Залогова, М.А. Плаксин, С.В. Русаков и др. Под ред. И.Г. Семакина, Е.К. Хеннера: Том 1. – 3-е изд., испр. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. – 309 с.: ил.
3. Информатика: Учеб. пособие для 10-11 кл. общеобразоват. учреждений/Л.З. Шауцукова. – 2-е изд., дораб. – М.: Просвещение, 2002. – 416 с.: ил.

Ход урока

1. Организационный момент

2. Повторение изученного материала

Закончите предложения:

- Алгоритм – это … (точное и понятное пpедписание, возможному исполнителю, совеpшить определенную последовательность действий, направленных на решение поставленной задачи за конечное число шагов).

- Пример алгоритма … (путь от колледжа домой).

- Термин алгоритм происходит от … (имени средневекового узбекского математика Аль-Хорезми, который еще в IX в. дал правила вычисления четырех арифметических действий в десятичной системе счисления).

- Основные свойства алгоритма … (понятность, определенность, результативность, дискретность, массовость).

- Понятность для исполнителя – это … (исполнитель алгоритма должен знать, как его выполнять).

- Определенность – это … (каждое пpавило алгоpитма должно быть четким, однозначным и не оставлять места для пpоизвола).

- Дискретность – это … (алгоpитм должен пpедставлять пpоцесс pешения задачи как последовательное выполнение пpостых шагов).

- Результативность – это … (алгоpитм должен пpиводить к pешению задачи за конечное число шагов).

- Массовость – это … (алгоpитм pешения задачи pазpабатывается в общем виде, т.е. он должен быть пpименим для некотоpого класса задач, pазличающихся лишь исходными данными).

- Исполнитель алгоритма – это … (некоторая абстрактная или реальная система, способная выполнить действия, предписываемые алгоритмом).

- Исполнителя характеризуют – … (среда, элементаpные действия, cистема команд, отказы).

- Алгоритмы можно записать в следующих формах … (словесная, графическая, псевдокоды, программная).

- К основным блок-схемам относятся следующие - … (Приложение 1)

Назовите исполнителей алгоритма следующих видов работы:

• уборка мусора во дворе; (дворник)
• обучение детей в школе; (учитель)
• перевозка пассажиров; (водитель)
• ответ у доски; (ученик)
• приготовление пищи; (повар)
• прием экзаменов; (преподаватель, учитель)
• сдача экзаменов. (ученик)

3. Изучение нового материала

У. Вот алгоритм, который составила мачеха для Золушки:

Перемой-ка всю посуду.
Да натри полы повсюду,
Дров на месяц наколи,
Кофе на год намели,
Посади среди цветов
Сорок розовых кустов,
И, пока не подрастут,
Подметай дорожки тут.

В. Какую характеристику мы можем дать этому алгоритму?

О. Алгоритм последовательного выполнения действий.

У. В нем последовательно изложено, что должна сделать Золушка. Такой алгоритм, в котором все действия выполняются, последовательно друг за другом называется линейный.

В. А где в жизни можно встретиться с линейным алгоритмом?

О. Нахождение площади любой геометрической фигуры, распорядок дня, открыть замок ключом, правила деления, умножения.

У. Сегодня на уроке мы познакомимся с линейными алгоритмами подробнее.

У. Откройте тетради. Запишите тему урока: “Линейные алгоритмы”.

Линейный алгоритм является одной из 3х базовых структур алгоритмов.

Базовая структура алгоритмов – это определенный набор блоков и стандартных способов их соединения для выполнения типичных последовательностей действий.

К основным структурам относятся следующие: линейные, разветвляющиеся, циклические.

Линейным называются алгоритмы, в которых действия осуществляются последовательно друг за другом от начала и до конца.

У. Рассмотрим стандартную блок-схему линейного алгоритма.

У. Сейчас мы с вами попробуем составить блок схему для следующей задачи: Дана длина (А) и ширина (В) прямоугольника. Найти площадь прямоугольника S. Составить блок-схему алгоритма решения поставленной задачи.

Начало алгоритма (блок начало/конца).

Начнем с ввода исходных данных. Исходными данными у нас являются длина и ширина прямоугольника (блок ввода/вывода).

Выполняется действие – находится площадь прямоугольника по формуле (блок вычислений).

Выводим получившийся результат площади S (блок ввода/вывода).

Конец алгоритма (блок начало/конца).

У. Вторая задача.

Даны длины сторон треугольника A, B, C. Найти площадь треугольника S. Составьте блок-схему алгоритма решения поставленной задачи.

Начало алгоритма (блок начало/конца).

Начнем с ввода исходных данных. Исходными данными у нас являются длины сторон треугольника А, В, С (блок ввода/вывода).

Выполняется промежуточное действие – находится полупериметр треугольника по формуле (блок вычислений).

Выполняется еще одно действие – находится площадь треугольника по формуле (блок вычислений).

Выводим получившийся результат площади S (блок ввода/вывода).

Конец алгоритма (блок начало/конца).

4. Закрепление изученного материала

Работа с интерактивным задачником “Алгоритмика 2.0”.

Чертежник - графический исполнитель. Он изображает на плоскости с координатами рисунки, состоящие из прямолинейных отрезков. У Чертежника есть перо, которое бывает поднятым или опущенным. Перо можно двигать по плоскости. Поднятое перо не оставляет на плоскости следа.

В начальном положении перо Чертежника всегда поднято и находится в точке (0;0).

Система Команд Чертежника

Команды Чертежника:

подними перо - Чертежник поднимает перо.

опусти перо - Чертежник опускает перо.

переведи в точку (а, в). По этой команде Чертёжник сдвигается в точку с указанными координатами. Такой сдвиг называют абсолютным.

сдвинь на вектор (а, в). По этой команде Чертежник сдвигается из точки, в которой находится, в другую точку. При этом Чертежник отсчитывает а единиц вправо вдоль горизонтальной оси (оси абсцисс) и в единиц вверх вдоль вертикальной оси (оси ординат) от текущего положения пера. Поэтому такой сдвиг называют относительным.

При рисовании преимущественно следует пользоваться командой относительного сдвига сдвинь на вектор. Команда переведи в точку как правило используется для того, чтобы в начале программы переместить перо в нужную точку.

Число а или в (или оба) может быть отрицательным. В этом случае Чертежник отсчитывает единицы соответственно влево или вниз.

Обозначения координат

В языке Чертежника используется запись, традиционно принятая во всех языках программирования. Разделителем координат служит запятая, а разделителем в десятичной дроби - точка.

Например, Чертежник выполнит команды сдвинь на вектор (2, 3) и переведи в точку (1.5, -2).

Решение задач из учебника №1,  №2.

Данная программа для Чертежника рисует букву М. Напишите программу, рисующую букву М вдвое большего размера.

опусти перо

сдвинь на вектор (0,4)

сдвинь на вектор (1,-2)

сдвинь на вектор (1,2)

сдвинь на вектор (0,-4)

Решение.

Ответ:

опусти перо

сдвинь на вектор (0,8)

сдвинь на вектор (2,-4)

сдвинь на вектор (2,4)

сдвинь на вектор (0,-8)

Программа Чертежника рисует букву М.

а) Напишите программу, рисующую букву М вдвое меньшего размера.

б) Напишите программу, рисующую букву М, растянутую вдвое по вертикали.

опусти перо

сдвинь на вектор (0,4)

сдвинь на вектор (1,- 2)

сдвинь на вектор (1,2)

сдвинь на вектор (0,- 4)

Решение.

а) Для того, чтобы букву М уменьшить вдвое, нужно разделить координаты во всех командах на 2.

а) Для растяжения буквы М по вертикали, нужно умножить на 2 ординату во всех командах.

Ответ:

а) опусти перо

сдвинь на вектор (0,2)

сдвинь на вектор (0.5,-1)

сдвинь на вектор (0.5,1)

сдвинь на вектор (0,-2)

б) опусти перо

сдвинь на вектор (0,8)

сдвинь на вектор (1,-4)

сдвинь на вектор (1,4)

сдвинь на вектор (0,-8)

5. Итоги урока

У. Ребята, давайте проверим, что сегодня нового вы узнали на уроке.

В. Что такое линейный алгоритм?

В. Где в повседневной жизни используются линейный алгоритм?

В. Какие блоки используются при записи линейного алгоритм?

В. Кто такой чертежник?

В. Назовите его систему команд.

6. Домашнее задание

1. В квадратной комнате шириной A и высотой B есть окно и дверь с размерами C на D и M на N соответственно. Вычислите площадь стен для оклеивания их обоями. Составьте блок-схему алгоритма решения поставленной задачи.

2. Составьте блок-схему вычисления площади круга при r=4.