Главная страница
Навигация по странице:

  • Глава 1. Методические особенности изучения алгоритмизации. §1. Подходы к изучению алгоритмизации.

  • Подходы к раскрытию темы в учебной литературе.

  • §2.Методика введения понятия алгоритма Определение и свойства алгоритма.

  • Основные типы учебных алгоритмических задач.

  • §3. Методика обучения алгоритмизации на учебных исполнителях, работающих «в обстановке».

  • Способы описания алгоритмов.

  • ЭВМ - исполнитель алгоритмов.

  • Характеристики величин.

  • Действия над величинами.

  • := .

  • «Алгоритмические конструкции: следование, ветвление, повторение» Задание 1: Закончить фразу, выбрав один вариант ответа из числа предложенных

  • Рисунок линейного

  • Задания на карточках

  • Вопросы к кроссворду. По горизонтали

  • Тестовые задания по теме «Алгоритм и его свойства»

  • курcовая_рабоа_Якушева. Методические особенности изучения алгоритмизации. Подходы к изучению алгоритмизации



    Скачать 1.83 Mb.
    НазваниеМетодические особенности изучения алгоритмизации. Подходы к изучению алгоритмизации
    Анкоркурcовая_рабоа_Якушева.docx
    Дата22.04.2017
    Размер1.83 Mb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлакурcовая_рабоа_Якушева.docx
    ТипГлава
    #1560
    страница1 из 3
      1   2   3

    Глава 1. Методические особенности изучения алгоритмизации.
    §1. Подходы к изучению алгоритмизации.
    В федеральном образовательном стандарте по информатике и ИКТ тема алгоритмизации присутствует в разделе «Обработка информации»: «Алгоритм, свойства алгоритмов. Способы записи алгоритмов; блок-схемы. Алгоритмические конструкции. Логические значения, операции, выражения. Разбиение задачи на подзадачи, вспомогательный алгоритм».

    В Примерной программе теме «Алгоритмы и исполнители» выделяется 19 ч. Содержание темы расписано более подробно, чем в стандарте: «Алгоритм. Свойства алгоритма. Способы записи алгоритмов; блок-схемы. Возможность автоматизации деятельности человека. Исполнители алгоритмов (назначение, среда, режим работы, система команд). Компьютер как формальный исполнитель алгоритмов (программ). Алгоритмические конструкции: следование, ветвление, повторение. Разбиение задачи на подзадачи, вспомогательный алгоритм. Алгоритмы работы с величинами: типы данных, ввод и вывод данных».

    Изучение алгоритмизации в школьной информатике может иметь два целевых аспекта: первый — развивающий аспект, под которым понимается развитие алгоритмического (еще говорят — операционного) мышления учащихся; второй — программистский аспект. Составление программы для ЭВМ начинается с построения алгоритма, важнейшим качеством профессионального программиста является развитое алгоритмическое мышление.

    В Приложении представлена структура основных понятий содержательной линии «Алгоритмизация и программирование», которая разделена на две ветви: ветвь алгоритмизации и ветвь программирования. Эти ветви имеют общую часть, которая начинается с блока «Алгоритмы работы с величинами». Из схемы, в частности, следует, что основой методики обучения алгоритмизации и программированию является методика структурного программирования. На разных уровнях изучения может отличаться глубина и степень подробности раскрытия различных разделов схемы.

    Подходы к раскрытию темы в учебной литературе.

    Понятие алгоритма является центральным в первом школьном учебном пособии по информатике []|. Там приводится следующее определение: «Под алгоритмом понимают понятное и точное предписание (указание) исполнителю совершить последовательность действий, направленных на достижение указанной цели или на решение поставленной задачи». Указание на выполнение каждого отдельного действия названо командой, а «совокупность команд, которые могут быть выполнены исполнителем, называется системой команд исполнителя». В качестве основного свойства алгоритма подчеркивается формальный характер работы исполнителя при его выполнении. Отсюда делается вывод о том, что исполнителем алгоритма может быть автомат (машина, робот). На этой идее основан принцип программного управления работой компьютера, поскольку программа — это и есть алгоритм, представленный на языке, «понятном» компьютеру — на языке программирования.

    Сформулированные в учебном пособии под ред. А.П. Ершова понятия явились дидактической основой для раскрытия темы алгоритмизации во всех последующих учебниках информатики.

    Наряду с использованием алгоритмического языка для описания алгоритмов в [] активно используются блок-схемы. Подчеркивается необходимость стандартного изображения блок-схем, чего также требует методика структурного подхода к программированию.

    В своих методических статьях и выступлениях А. П. Ершов выдвигал следующую идею применительно к школьной информатике: различать исполнителей алгоритмов, работающих с величинами и работающих «в обстановке»; а соответствующие алгоритмы для этих исполнителей называть алгоритмами работы с величинами и алгоритмами работы «в обстановке». В алгоритмах второго типа отсутствуют такие элементы, как величины (переменные, константы), команда присваивания, однако используются все типы алгоритмических структур. Идея применения таких исполнителей для обучения в полной мере была реализована в более поздних учебных изданиях.

    Методика использования учебных исполнителей алгоритмов получила развитие в учебниках для X —XI кл. А. Г. Кушниренко |6| (исполнители Робот, Чертежник), А. Г.Гейна [] (исполнители Чертежник, Робот-манипулятор, Вычислитель) и в учебнике для VII —IX кл. А. Г. Гейна 12] (исполнитель Паркетчик).

    В учебнике И. Г.Семакина []применен кибернетический подход к теме алгоритмизации. Алгоритм трактуется как информационный компонент системы управления. Такой подход дает возможность ввести в содержание базового курса новую содержательную линию — линию управления. Это многоплановая линия, которая позволяет затронуть следующие вопросы: элементы теоретической кибернетики — кибернетическая модель управления с обратной связью; элементы прикладной кибернетики — структура компьютерных систем автоматического управления (систем с программным управлением); назначение автоматизированных систем управления; основы теории алгоритмов.

    Для того чтобы соблюсти принцип инвариантности содержания по отношению к конкретным версиям программного обеспечения, в учебнике [] описывается гипотетический учебный исполнитель, которому дано имя ГРИС — графический исполнитель. Это исполнитель, работающий в обстановке (т.е. без использования величин). На примере ГРИС вводятся основные понятия алгоритмизации. Предлагаемая последовательность заданий способствует эффективному достижению основной цели раздела - освоения структурной методики построения алгоритмов.

    Подводя итог обзору изложения алгоритмизации в учебниках 1-3 поколений, отметим, что в них отразились результаты большой исследовательской работы авторов в построении методической системы обучения алгоритмизации. Это одно из значительных научно-методических достижений в области теории и методики обучения информатике. Такая система отнюдь не потеряла актуальность и для современного этапа развития школьной информатики.

    В ученике четвертого поколения Семакин И.Г. Информатика и Икт , 2005, [11] сохранен тот же методический подход и содержание раздела алгоритмизации, что и в []

    Изучение алгоритмизации и программирования в базовом курсе Н.В.Макаровой поддерживается учебником Информатика 7-9 кл., под ред. Н.В. Макаровой [3] и учебным пособием Информатика 7-9 кл., Практикум по информационным технологиям, под ред. Н.В. Макаровой[4]. В учебнике раскрываются основные теоретические понятия темы: определение алгоритма, свойства и структуры алгоритмов. Все понятия иллюстрируются на примерах бытового характера. Никакого формализованного исполнителя алгоритмов в учебнике не используется.

    Материал для практической работы по данной теме содержится в учебном пособии [4]в разделе «Программирование в среде ЛОГО». Практическая работа учащихся заключается в составлении программ управления исполнителем Черепашка, имеющимся в среде ЛогоМиры. Порядок изучения определяется последовательностью усложнения структур алгоритмов: линейные, циклические, ветвящиеся, включающие процедуры. Обучение навыкам алгоритмизации и правилам программирования на языке ЛОГО происходит параллельно.

    Следует заметить, что согласно тематическому плану, приведенному в методическом пособии для учителя 15] на изучение раздела «Алгоритмизация и программирование» отводится 34 ч. в VII кл. Это не согласуется с федеральным базисным учебным планом (напомним: общий объем курса 105 ч в VIII, IX кл.). Поэтому изучение темы «Алгоритмизация и программирование» по учебно-методическому комплексу Н. В. Макаровой возможно лишь при наличии вариативной компоненты БУП.

    На изучение раздела «Основы алгоритмизации и объектно-ориентированного программирования» по учебнику Н.Д. Угриновича [] отводится 14 ч в IX юг (см. программу курса в [9]), что согласуется с примерной программой по информатике и федеральным базисным учебным планом. Общее определение и свойства алгоритма кратко описываются в подразделе 2.1. Учебные среды (исполнители) для освоения алгоритмизации не применяются. Об алгоритмических структурах и структурах данных рассказывается параллельно с описанием программирования на языке Visual Basic.

    Для описания алгоритмов в учебниках Н.В. Макаровой [] и Н.Д. Угриновича [] используется блок-схемы, но не используется учебный алгоритмический язык.

    §2.Методика введения понятия алгоритма

    Определение и свойства алгоритма. В подходах к определению алгоритма в разных учебниках четвертого поколения имеются заметные различия. В учебнике [] при раскрытии понятия алгоритма рассматривается кибернетическая модель системы управления, в которой управляющий объект и объект управления связаны между собой каналами прямой и обратной связи. Алгоритм есть последовательность команд, которая передается от управляющего через канал прямой связи к объекту управления. Исполнителем алгоритма является объект управления, поскольку именно он осуществляет действия, предписываемые командами алгоритма. Например, офицер голосом отдает команды солдату и тот четко выполняет их. Солдат здесь является объектом управления, а стало быть, исполнителем алгоритма.

    В учебнике []сказано: «Алгоритмы широко используются в технике в системах управления объектами. В любой системе управления существует управляющий объект, который является исполнителем алгоритма управления». Утверждение противоположное тому, что дается в [11] Приводится пример управления обогревателем воздуха со стороны человека, наблюдающего за температурой в помещении. Делается утверждение, что исполнителем алгоритма является человек.

    В системах управления, где роль управляющего выполняет человек, следует различать две ситуации:

    1. человек управляет действиями другого объекта — объекта управления;

    2. человек управляет собственными действиями.

    Примеры первой ситуации: командир управляет солдатами,

    директор управляет рабочим коллективом, регулировщик дорожного движения управляет водителями и пешеходами. Примеры второй ситуации: повар готовит пищу, ученик решает задачу по математике, шахматист играет в шахматы. Во всех случаях человек осуществляет управление согласно определенным правилам- алгоритма.

    Примеры первого типа назовем внешним управлением. Примеры второго типа можно назвать самоуправлением. В ситуации самоуправления человек является одновременно и управляющим и объектом управления, а стало быть, исполнителем алгоритма управления. Пример с нагревателем - это ситуация самоуправления: человек управляет собственными действиями в целях поддержки определенного температурного режима в помещении. Он отдает себе команды:

    • посмотреть температуру воздуха на термометре;

    • если температура ниже определенной величины, то включить нагреватель.

    И сам же их исполняет. В примерах внешнего управления объектами управления и исполнителями алгоритмов управления являются: солдат, рабочий коллектив, водители автотранспорта и пешеходы.

    Из сказанного следует, что как для ситуации внешнего управления, так и для самоуправления справедливо утверждение: исполнителем алгоритма является объект управления.

    То же самое можно говорить и о компьютере, рассматривая ситуации внешнего управления в режиме реального времени (производственной или экспериментальной установкой, космическим кораблем) и самоуправления (выполнение расчетов с выводом результатов на экран или принтер). Разница состоит в том, что человек может сам программировать свои действия, а работа компьютера программируется человеком. Однако после того как человек занес в память компьютера программу, далее компьютер работает как управляющая или самоуправляемая система.

    В учебнике [] введение понятия алгоритма не связывается с кибернетической моделью процессов управления. Определение алгоритма не опирается на понятие исполнителя: «Алгоритм- описание последовательности действии (план), строгое исполнение которых приводит к решению поставленной задачи за конечное число шагов» [3, с. 143].

    Далее говорится о том, что создание алгоритма проходит три стадии. «Первая стадия - разработка приближенного алгоритма, ориентированного на создающего его человека: определить цель, для достижения которой будет создан алгоритм; наметить приближенный план действий для достижения поставленной цели» [3, с. 160]. Все положения иллюстрируются на задачах бытового типа: собраться в путешествие, подготовить поздравление с праздником, заточить карандаши и т.п. В связи с тем, что на этом этапе не вводится понятия исполнителя и системы команд исполнителя, среди свойств алгоритма отсутствует свойство понятности, т.е. требования, чтобы алгоритм составлялся только из команд СКИ исполнителя.

    «Вторая стадия — детализация алгоритма с учетом специфики среды и других объектов: выбрать среду и объекты, посредством которых алгоритм будет реализован; детализовать алгоритм с учетом особенностей выбранной среды».

    Понятие об исполнителе алгоритма появляется на третьей стадии: «…на которой алгоритм должен быть представлен в форме, понятной Исполнителю» [13, с. 164]. Остается непонятным, в чем разница между «средой и объектами» на второй стадии и «исполнителем» на третьей стадии. Далее говорится о том, что если исполнителем является компьютер, то на третьей стадии алгоритм переходит в программу.

    Во всех учебниках приводится перечень свойств алгоритма: дискретность, точность (детерминированность), конечность, массовость. Сделаем небольшой комментарий по поводу последнего свойства. «Свойство массовости выражается в том, что алгоритм единым образом применяется к любой конкретной формулировке задачи, для решения которой он разработан» [7]. Другими словами, это можно назвать универсальностью алгоритма по отношению к исходным данным решаемой задачи. Заметим, что данное свойство не является необходимым свойством алгоритма, а скорее определяет качество алгоритма: универсальный алгоритм лучше не универсального (алгоритм решения частной задачи — тоже алгоритм!).

    Чрезмерная «бытовизация» темы идет во вред дидактическому принципу научности обучения информатике. С позиции научности при раскрытии понятия алгоритма в большей степени следует использовать формализованные системы. Во всех учебниках говориться о происхождении понятия алгоритма: от правил выполнения операций над многозначными десятичными числами, сформулированными Аль Хорезми. Это формализованная знаковая система. Теория алгоритмов, возникшая в 30-х годах XX в., строилась на формализованных знаковых системах: машины Поста и Тьюринга, алгоритмы Маркова. Существует опыт преподавания темы алгоритмов в школе с использованием таких систем. Можно возразить, что такой подход слишком сложен для массовой школы. Но и учебные исполнители алгоритмов, о которых говорилось ранее, тоже являются формализованными системами, которые позволяют методически корректно вводить основные понятия и обучать практическим навыкам в алгоритмизации. Причем еще с большим успехом это делается на пропедевтической ступени изучения информатики («Роботландия», «Алгоритмика»).

    Основные типы учебных алгоритмических задач. Для закрепления основных понятий, связанных с определением алгоритма, полезно рассмотреть с учениками несколько заданий следующего содержания:

    1. выполнить роль исполнителя: дан алгоритм, формально исполнить его;

    2. определить исполнителя и систему команд для данного вида работы;

    3. в рамках данной системы команд построить алгоритм;

    4. определить необходимый набор исходных данных для решения задачи.

    В результате обучения учащиеся должны:

    • знать (понимать): понятие «алгоритм», основные свойства алгоритма, роль алгоритма в системах управления, устройства управления у различных исполнителей могут быть одинаковыми;

    • уметь: определять примерный набор допустимых действий для решения данного класса задач;

    • использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни: распознавать, подходит ли данный исполнитель для решения задач изданного класса.

    §3. Методика обучения алгоритмизации на учебных исполнителях, работающих «в обстановке».

    Обучение методам построения алгоритмов - один из наиболее отработанных разделов школьной информатики. Традиционно применяемым дидактическим средством в этом разделе являются учебные исполнители алгоритмов, которые удовлетворяют следующим условиям:

    • это должен быть исполнитель, работающий «в обстановке»;

    • этот исполнитель должен имитировать процесс управления некоторым реальным объектом (Черепахой, Роботом и др.);

    • в системе команд исполнителя должны быть все структурные команды управления (ветвления, циклы);

    • исполнитель позволяет использовать вспомогательные алгоритмы (процедуры).

    Последние два пункта означают, что на данном исполнителе можно обучать структурной методике алгоритмизации. Всякое педагогическое средство должно соответствовать поставленной учебной цели. Главной целью раздела алгоритмизации является овладение учащимися структурной методикой построения алгоритмов.

    Обучение алгоритмизации. Обучение алгоритмизации (программированию) для исполнителя нужно строить на последовательности решаемых задач. Эта последовательность должна определяться следующими принципами:

    • от простого к сложному — постепенное усложнение задач;

    • новизна — каждая задача вносит какой-то новый элемент знаний (новая команда, новый прием программирования);

    • наследование — следующая задача требует использования знаний, полученных при решении предыдущих задач.

    В учебнике [11] рассматривается последовательность задач, которая позволяет ученикам осваивать приемы алгоритмизации в таком порядке:

    • составление линейных алгоритмов;

    • описание и использование вспомогательных алгоритмов;

    • составление циклических алгоритмов;

    • использование ветвлений в алгоритмах;

    • использование метода последовательной детализации при составлении сложных алгоритмов.

    Разобравшись в рассмотренных задачах, выполнив самостоятельные задания аналогичного типа, ученики должны усвоить два основных принципа структурной методики алгоритмизации (структурного программирования);

    1. всякий алгоритм может быть построен с использование грех типов управляющих структур: следование, ветвление, цикл;

    2. при построении сложных алгоритмов следует применять метод последовательной детализации.

    Способы описания алгоритмов. Традиционно в школьной информатике используются два способа описания алгоритмов: блок- схемы и учебный алгоритмический язык. В базовом курсе информатики необходимо использовать обе эти формы. Основное достоинство блок-схем - наглядность алгоритмической структуры. Однако это качество проявляется лишь в том случае, если изображение блок-схемы происходит стандартным способом. Основным следствие освоения учениками структурной методики должно стать умение при построении алгоритмов «мыслить структурами». Например, исходя из условия задачи делать следующие выводы: «Алгоритм решения данной задачи будет представлять собой два вложенных цикла, или цикл с вложенным ветвлением, или два последовательных цикла» и т. п. Структурно изображенные блок-схемы помогают такому видению алгоритма. Сравним, например, две блок-схемы, изображенные на рис. 18.1.
    На первый взгляд, трудно понять, что на них изображен один и тот же алгоритм. Из схемы на рис. 18.1. а четко видна его структура: цикл -пока с вложенным ветвлением. В схеме на рис. 18.1, б довольно сложно увидеть эту же структуру. Схема на рис. 18.1, а изображена стандартно, схема на рис. 18.1, б произвольно.

    Алгоритмический язык — это текстовая форма описания алгоритма. Она ближе к языкам программирования, чем блок-схемы. Однако, это еще не язык программирования. Поэтому строгого синтаксиса в алгоритмическом языке нет. Для структурирования текста алгоритма на АЯ используются строчные отступы. При этом соблюдается следующий принцип: все конструкции одного уровня вложенности записываются на одном вертикальном уровне, вложенные конструкции сметаются относительно внешней вправо. Соблюдение этих правил улучшает наглядность структуры алгоритма, однако не дает такой степени наглядности, как блок- схемы.

    В результате обучения учащиеся должны:

    • знать (понимать): способы записи алгоритмов: блок-схемы, учебный алгоритмический язык; основные алгоритмические конструкции: следование, ветвление, цикл; структуры алгоритмов; назначение вспомогательных алгоритмов; технологии построения сложных алгоритмов: метод последовательной детализации и сборочный (библиотечный) метод.

    • уметь: пользоваться языком блок-схем, понимать описания алгоритмов на учебном алгоритмическом языке; выполнить трассировку алгоритма для известного исполнителя; составлять несложные линейные, ветвящиеся и циклические алгоритмы управления одним из учебных исполнителей; выделять подзадачи; определять и использовать вспомогательные алгоритмы;

    • использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни: для развития алгоритмического мышления.


    §4. Методические проблемы изучения алгоритмов работы с величинами

    Есть две стороны в обучении алгоритмизации: обучение структурной методике построения алгоритмов, обучение методам работы с величинами.

    Знакомясь с программным управлением исполнителями, работающими «в обстановке», ученики осваивали методику структурного программирования. При этом понятие величины могло быть не затронуто вовсе. Однако с величинами ученики уже могли встречаться в других темах базового курса: в частности, при изучении баз данных, электронных таблиц. Теперь требуется объединить навыки структурной алгоритмизации и навыки работы с величинами.

    ЭВМ - исполнитель алгоритмов. Обсуждение методических вопросов изучения темы «Алгоритмы работы с величинами» будем проводить в программистском аспекте. Составление любой программы для ЭВМ начинается с построения алгоритма. Как известно, всякий алгоритм (программа) составляется для конкретного исполнителя, в рамках его системы команд. О каком же исполнителе идет речь в теме «программирование для ЭВМ»? Ответ очевиден: исполнителем является компьютер. Точнее говоря, исполнителем является комплекс «ЭВМ + Система программирования (СП)». Программист составляет программу на том языке, на который ориентирована СП. Иногда в литературе по программированию такой комплекс называют «виртуальной ЭВМ». Например, компьютер с работающей системой программирования на Бейсике называют «Бейсик - машина», компьютер с работающей системой программирования на Паскале называют «Паскаль-машина» и т. п. Схематически это изображено на рис. 18.2. Входным языком такого исполнителя является язык программирования Паскаль.



    При изучении элементов программирования в базовом курсе необходимо продолжать ту же структурную линию, которая была заложена в алгоритмическом разделе. Поэтому при выборе языка программирования следует отдавать предпочтение языкам структурного программирования.

    Процесс программирования подразделяется на три этапа:

    • составление алгоритма решения задачи;

    • составление программы на языке программирования;

    • отладка и тестирование программы.

    Для описания алгоритмов работы с величинами следует, как и раньше, использовать блок-схемы и учебный алгоритмический язык. Описание алгоритмов должно быть ориентировано на исполнителя со структурным входным языком независимо от того, какой язык программирования будет использоваться наследующем этапе.

    Характеристики величин. Компьютер работает с информацией. Информация, обрабатываемая компьютерной программой, называется данными. Величина — это отдельный информационный объект, отдельная единица данных. Команды в компьютерной программе определяют действия, выполняемые над величинами. По отношению к программе данные подразделяются на исходные результаты (окончательные данные) и промежуточные данные, которые получаются в процессе вычислений (рис.18.3).


    Например, при решении квадратного уравнения ах2 + bх + с =0 исходными данными являются коэффициенты а, в, с; результатами — корни уравнения: x1, х2; промежуточными данными - дискриминант уравнения: D = b2- 4ас.

    Важнейшим понятием, которое должны усвоить ученики является следующее: всякая величина занимает свое определенное место в памяти ЭВМячейку памяти. В результате в сознании учеников должен закрепиться образ ячейки памяти, сохраняющей величину. Термин «ячейка памяти» рекомендуется употреблять и в дальнейшем для обозначения места хранения величины. С понятием величины необходимо связать ее основные свойства: значение, имя, тип.

    Действия над величинами. Действия под величинами, определяемые алгоритмом (программой), основываются на следующей иерархии понятий: операция - выражение - команда или оператор - система команд (рис. 18.4).



    Операция — простейшее законченное действие над данными.

    Выражение — запись в алгоритме (программе), определяющая последовательность операций для вычисления некоторой величины.

    Команда — входящее в запись алгоритма типовое предписание исполнителю выполнить некоторое законченное действие. Команды присваивания, ввода, вывода называются простыми командами; команды цикла и ветвления — составными или структурными командами.

    Узловыми понятиями в программировании являются понятия переменной и присваивания. Процесс решения вычислительной задачи — это процесс последовательного изменения значений переменных.

    В итоге в определенных переменных получается искомый результат. Переменная получает определенное значение в результате присваивания. Из числа команд, входящих в представленную ранее СКИ, присваивание выполняют команда ввода и команда присваивания. Есть еще третий способ присваивания — передача значений через параметры подпрограмм, но о нем мы здесь говорить не будем.

    В большинстве случаев непонимание некоторыми учениками программирования происходит от непонимания смысла присваивания. Поэтому учителям рекомендуется обратить особое внимание на этот вопрос.

    Команда присваивания имеет следующий вид:

    <переменная> := <выражение>.

    Знак «:=» надо читать как «присвоить». Это инструкция, которая обозначает следующий порядок действий: 1) вычислить выражение; 2) присвоить полученное значение переменной.

    Под вводом в программировании понимается процесс передачи данных с любого внешнего устройства в оперативную память. В рамках введения в программирование можно ограничиться узким пониманием ввода как передачи данных с устройства ввода — клавиатуры в ОЗУ. В таком случае ввод выполняется компьютером совместно с человеком. По команде ввода работа процессора прерывается и происходит ожидание действий пользователя, пользователь набирает на клавиатуре вводимые данные и нажимает на клавишу <ВВОД>, значения присваиваются вводимым переменным.

    В результате обучения учащиеся должны:

    • знать (понимать): понятие величины; основные свойства величин в алгоритмах обработки информации — имя, тип, значение величины; смысл команды присваивания;

    • уметь: описывать алгоритмы с величинами на языке блок- схем и учебном алгоритмическом языке;

    • использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни: для пропедевтики обучения программированию на языках высокого уровня.

    Глава 2. Разработка заданий по теме: «Алгоритмизация».

    §1.

    Задание 1: Закончить фразу, выбрав один вариант ответа из числа предложенных.

      1. Последовательность действий, допустимых для исполнителя - это...

    1. программа

    2. алгоритм

    3. команда

    4. система команд

    1.2 Не может выполнять алгоритмы…

    1. человек

    2. компьютер

    3. стол

    4. робот

    1.3 Объект, способный выполнять определённый набор команд…

    1. компьютер

    2. исполнитель

    3. человек

    4. робот

    1.4 Набор команд, которые может выполнить конкретный исполнитель …

    1. нет верного ответа

    2. система команд исполнителя

    3. среда обитания исполнителя

    4. программа исполнителя

    1.5Не является свойством алгоритма …

    1. конечность

    2. дискретность

    3. понятность

    4. коммутативность

    Задание 2: Необходимо соотнести свойства алгоритмов с их определением.

    Детерминированность (определенность).

    a)Это свойство предполагает, что алгоритм должен быть пригоден для решения всех задач данного типа. Оно подразумевает использование переменных в качестве исходных данных алгоритма;

    Результативность

    b)Это свойство указывает, что любое действие в алгоритме должно быть строго и недвусмысленно определено и описано для каждого случая;

    Массовость

    c)Алгоритм должен быть понятен исполнителю и исполнитель должен быть в состоянии выполнить его команды.

    Дискретность

    d)Означает расчлененность определяемого алгоритмом вычислительного процесса на отдельные этапы, возможность выполнения которых исполнителем не вызывает сомнений. Только выполнив одну команду, исполнитель может приступить к выполнению следующей;

    Понятность

    e)Указывает на наличие таких исходных данных, для которых реализуемый по заданному алгоритму вычислительный процесс должен через конечное число шагов остановиться и выдать искомый результат;



    Задание 3: Закончить фразу, (впишите ответ в соответствующее поле).

    3.1Способ записи алгоритмов представляет собой описание последовательных этапов обработки данных. Алгоритм задается в произвольном изложении на естественном языке____________________________________________________________

    3.2Представление алгоритма изображается в виде последовательности связанных между собой функциональных блоков, каждый из которых соответствует выполнению одного или нескольких действий называется __________________________________________________________________

    3.3 Представляет собой систему обозначений и правил, предназначенную для единообразной записи алгоритмов____________________________________

    3.4 Геометрическая фигура используется в блок-схемах для обозначения_______________________________________________________________
    Задание 4: Определите стрелочками соответствие исполнителю команды в таблице:

    Исполнитель

    Команда

    Стиральная машина

    Печатать

    Собака

    Полоскать

    Человек

    Сидеть

    Компьютер

    Сварить картофель


    Задание 5: Заданы два числа 4 и 5 необходимо выполнить алгоритм 2 раза, записать число, полученное в результате выполнения ниже приведённого алгоритма.

    Алгоритм:

    1. к наименьшему числу прибавить 2;

    2. определить большее из чисел;

    3. заменить большее из чисел разностью большего и меньшего из чисел;

    4. повторить алгоритм с шага 2.


    «Алгоритмические конструкции: следование, ветвление, повторение»

    Задание 1: Закончить фразу, выбрав один вариант ответа из числа предложенных:

    1.1 Блок-схема это...

    1. овалы и прямоугольники

    2. шаги алгоритма, выполняемые последовательно

    3. специальные обозначения

    4. определенная форма записи алгоритмов

    1.2 Выполнение действий в алгоритме блок-схемы обозначается…

    1. параллелограмм

    2. прямоугольник

    3. овал

    4. ромб

    1.3На блок-схеме (рисунок 1) изображён алгоритм … типа. блок-схема № 1

    1. циклического

    2. разветвляющегося

    3. вспомогательного


    Рисунок
    линейного

    1.4 Циклический алгоритм это…

    1. способ представления алгоритма с помощью фигур;

    2. представления алгоритма в форме таблиц и расчетных формул;

    3. алгоритм, содержащий условия;

    4. алгоритм, содержащий многократное повторение некоторых операторов.

    1.5.Разветвляющийся алгоритм – это…

    1. присутствие в алгоритме хотя бы одного условия;

    2. набор команд, которые выполняются  последовательно друг за другом;

    3. многократное исполнение одних и тех же действий;

    4. другое;

    Задание 2: Необходимо соотнести изображение команд с их названием.

    http://www.about.sch1451.edusite.ru/images/cl.gif

    1. Команда повторения с постусловием вначале.

    http://www.about.sch1451.edusite.ru/images/c100.gif

    1. Неполная форма команды ветвления.

    http://www.about.sch1451.edusite.ru/images/c101.gif

    1. Данный блок имеет один вход и один выход.

    http://www.about.sch1451.edusite.ru/images/c102.gif

    1. Команда повторения с предусловием.

    http://www.about.sch1451.edusite.ru/images/clip_image100.gif

    1. Команда следования состоит только из простых команд.




    http://www.about.sch1451.edusite.ru/images/c1001.gif

    1. Команда ветвления.


    Задания на карточках:

    1. Разработать задачу, при решении которой используется линейный алгоритм. Создайте такой алгоритм для её решения.

    2. Создать алгоритм для решения следующей задачи: у Иванова есть 100 р., он пошел в магазин за книгой. Если нужная ему книга стоит дороже 100 р., то он вернется домой, а если дешевле 100 р. или ровно 100 р., то купит её. (Какой тип и вид алгоритма вы используете?)

    3. Разработайте задачу, которую можно решить с помощью следующего алгоритма


    http://rudocs.exdat.com/data/43/42179/42179_html_345b364e.gif

    Кроссворд на тему "Алгоритмы"




    Вопросы к кроссворду.

    По горизонтали

    3. Документ, содержащий набор правил по использованию чего-либо

    5. Некоторая абстрактная или реальная система, способная выполнить действия, предписываемые алгоритмом

    7. Одно из свойств алгоритма, характеризующее четкость и однозначность изложения

    12. Одно из свойств алгоритма, который характеризует его универсальность для того же типа задачи

    13. Наука, изучающая способы хранения, обработки и передачи информации

    18. Свойство, при котором алгоритм должен приводить к решению задачи за конечное число шагов

    21. Алгоритм, который дает программу решения задачи несколькими путями или способами, приводящими к вероятному достижению результата

    24. Свойство алгоритма, представляющее процесс решения задачи как последовательное выполнение простых (или ранее определенных) шагов (этапов)
    По вертикали

    1. Свойство, при котором алгоритм должен включать только те команды, которые доступны исполнителю и входят в его систему команд

    2. Алгоритмы работающие с простыми видами данных(числа, матрицы)

    4. Процесс разработки алгоритма для решения задачи

    6. Начальный этап при решении задачи - ее

    8. Свойство алгоритма характеризующее его решение за приемлемое время

    9. Способ представления алгоритма с помощью геометрических фигур

    10. Название блока в графическом алгоритме для организации циклических конструкций

    11. Алгоритм, в котором некоторая серия команд выполняется несколько раз

    14. Свойство, при котором каждое правило алгоритма должно быть четким, однозначным

    15. Алгоритм, содержащий хотя бы одно условие, в результате проверки которого может осуществляться разделение на несколько параллельных ветвей алгоритма

    16. Создаваемое человеком упрощенное подобие реального объекта (явления или процесса), отражающее существенные его особенности

    17. Шифрование

    19. Упорядочение элементов массива в определенном порядке

    20. Часть алгоритма(программы), оформленная в виде, допускающем многократное обращение к ней из разных точек программы

    22. Системы использующиеся для описания синтаксиса яп

    23. Программа, которая содержит команду или команды повторения

    25. Блок использующийся для обрыва линии и продолжения ее в другом месте блок схемы

    Тестовые задания по теме «Алгоритм и его свойства»

    (с ответами)

    1. Алгоритм — это:

    а) правила выполнения определенных действий;

    б) ориентированный граф, указывающий порядок исполнения некоторого набора команд;

    в) понятное и точное предписание исполнителю совершить последовательность действий, направленных на достижение поставленных целей;

    г) набор команд для компьютера;

    д) протокол вычислительной сети.

    2. Укажите наиболее полный перечень способов записи алгоритмов:

    а) словесный, графический, псевдокод, программный;

    б) словесный;

    в) графический, программный;

    г) словесный, программный;

    д) псевдокод.

    3. Суть такого свойства алгоритма как результативность заключается в том, что:

    а) алгоритм должен иметь дискретную структуру (должен быть разбит на последовательность отдельных шагов);

    б) записывая алгоритм для конкретного исполнителя, можно использовать лишь те команды, что входят в систему его команд;

    в) алгоритм должен обеспечивать решение не одной конкретной задачи, а некоторого класса задач данного типа;

    г) при точном исполнении всех команд алгоритма процесс должен прекратиться за конечное число шагов, приведя к определенному результату;

    д) исполнитель алгоритма не должен принимать решения, не предусмотренные составителем алгоритма.

    4. Суть такого свойства алгоритма как массовость заключается в том, что:

    а) алгоритм должен иметь дискретную структуру (должен быть разбит на последовательность отдельных шагов);

    б) записывая алгоритм для конкретного исполнителя, можно использовать лишь те команды, что входят в систему его команд;

    в) алгоритм должен обеспечивать решение не одной конкретной задачи, а некоторого класса задач данного типа;

    г) при точном исполнении всех команд алгоритма процесс должен прекратиться за конечное число шагов, приведя к определенному результату;

    д) исполнитель алгоритма не должен принимать решения, не предусмотренные составителем алгоритма.

    5. Суть такого свойства алгоритма как дискретность заключается в том, что:

    а) алгоритм должен иметь дискретную структуру (должен быть разбит на последовательность отдельных шагов);

    б) записывая алгоритм для конкретного исполнителя, можно использовать лишь те команды, что входят в систему его команд;

    в) алгоритм должен обеспечивать решение не одной конкретной задачи, а некоторого класса задач данного типа;

    г) при точном исполнении всех команд алгоритма процесс должен прекратиться за конечное число шагов, приведя к определенному результату;

    д) исполнитель алгоритма не должен принимать решения, не предусмотренные составителем алгоритма.

    6. Суть такого свойства алгоритма как понятность заключается в том, что:

    а) алгоритм должен иметь дискретную структуру (должен быть разбит на последовательность отдельных шагов);

    б) записывая алгоритм для конкретного исполнителя, можно использовать лишь те команды, что входят в систему его команд;

    в) алгоритм должен обеспечивать решение не одной конкретной задачи, а некоторого класса задач данного типа;

    г) при точном исполнении всех команд алгоритма процесс должен прекратиться за конечное число шагов, приведя к определенному результату;

    д) исполнитель алгоритма не должен принимать решения, не предусмотренные составителем алгоритма.

    7. Суть такого свойства алгоритма как детерминируемость заключается в том, что:

    а) алгоритм должен иметь дискретную структуру (должен быть разбит на последовательность отдельных шагов);

    б) записывая алгоритм для конкретного исполнителя можно использовать лишь те команды, что входят в систему его команд;

    в) алгоритм должен обеспечивать решение не одной конкретной задачи, а некоторого класса задач данного типа;

    г) при точном исполнении всех команд алгоритма процесс должен прекратиться за конечное число шагов, приведя к определенному результату;

    д) исполнитель алгоритма не должен принимать решения, не предусмотренные составителем алгоритма.

    8. Алгоритм называется линейным:

    а) если он составлен так, что его выполнение предполагает многократное повторение одних и тех же действий;

    б) если ход его выполнения зависит от истинности тех или иных условий;

    в) если его команды выполняются в порядке их естественного следования друг за другом независимо от каких-либо условий;

    г) если он представим в табличной форме;

    д) если он включает в себя вспомогательный алгоритм.

    9. Алгоритм называется циклическим:

    а) если он составлен так, что его выполнение предполагает многократное повторение одних и тех же действий;

    б) если ход его выполнения зависит от истинности тех или иных условий;

    в) если его команды выполняются в порядке их естественного следования друг за другом независимо от каких-либо условий;

    г) если он представим в табличной форме;

    д) если он включает в себя вспомогательный алгоритм.

    10. Алгоритм включает в себя ветвление, если:

    а) если он составлен так, что его выполнение предполагает многократное повторение одних и тех же действий;

    б) если ход его выполнения зависит от истинности тех или иных условий;

    в) если его команды выполняются в порядке их естественного следования друг за другом независимо от каких-либо условий;

    г) если он представим в табличной форме;

    д) если он включает в себя вспомогательный алгоритм.

    Ответы на тест

    1. Алгоритм — это:

    в) понятное и точное предписание исполнителю совершить последовательность действий, направленных на достижение поставленных целей.

    2. Укажите наиболее полный перечень способов записи алгоритмов:

    а) словесный, графический, псевдокод, программный.

    3. Суть такого свойства алгоритма как результативность заключается в том, что:

    г) при точном исполнении всех команд алгоритма процесс должен прекратиться за конечное число шагов, приведя к определенному результату.

    4. Суть такого свойства алгоритма как массовость заключается в том, что:

    в) алгоритм должен обеспечивать решение не одной конкретной задачи, а некоторого класса задач данного типа.

    5. Суть такого свойства алгоритма как дискретность заключается в том, что:

    а) алгоритм должен иметь дискретную структуру (должен быть разбит на последовательность отдельных шагов).

    6. Суть такого свойства алгоритма как понятность заключается в том, что:

    б) записывая алгоритм для конкретного исполнителя, можно использовать лишь те команды, что входят в систему его команд.

    7. Суть такого свойства алгоритма как детерминируемость заключается в том, что:

    а) алгоритм должен иметь дискретную структуру (должен быть разбит на последовательность отдельных шагов).

    8. Алгоритм называется линейным:

    в) если его команды выполняются в порядке их естественного следования друг за другом независимо от каких-либо условий.

    9. Алгоритм называется циклическим:

    а) если он составлен так, что его выполнение предполагает многократное повторение одних и тех же действий.

    10. Алгоритм включает в себя ветвление, если:

    б) если ход его выполнения зависит от истинности тех или иных условий

    ЗАДАНИЯ:

    1. Можно ли создать исполнителя алгоритмов, который может всё?

    2. Запишите алгоритм рыбной ловли (или заварки чая).

    3. Какими допустимыми командами Вы снабдили бы автомат, заменяющий: а) кассира в магазине; б) дворника; в) охранника; г) директора школы?

    4. Имеются два кувшина ёмкостью 3 л и 8 л. Напишите алгоритм для того, чтобы набрать из реки 7 л воды (можно пользоваться только этими кувшинами).

    5. (Старинная русская задача). Некий человек должен перевезти в лодке через реку волка, козу и капусту. За один перевоз он может перевезти только кого-то одного. Составьте алгоритм перевоза так, чтобы никто никого не съел.

    6. С числом разрешается производить только два действия: умножать на два и стирать последнюю цифру. Составьте алгоритм получения из числа 458 числа 14.

    7. Исполнитель может заменять в слове одну букву на другую так, чтобы новое слово имело смысл. Например: «слон» - «слог». Составьте алгоритм превращения «мухи» в «слона».
      1   2   3
    написать администратору сайта