Алгоритм: понятие, свойства и практическое применение
Цели и задачи
- Цель: сформировать у учащихся понимание алгоритма как фундаментального понятия информатики, изучить его свойства и научить применять алгоритмический подход для решения практических задач, в том числе в формате ОГЭ.
- Образовательная задача: дать определение алгоритма, исполнителя, системы команд исполнителя (СКИ); рассмотреть свойства алгоритма (дискретность, понятность, определенность, результативность, массовость).
- Развивающая задача: развивать логическое и алгоритмическое мышление через игровые ситуации и творческое проектирование.
- Воспитательная задача: способствовать повышению интереса к программированию и ИКТ-технологиям, снизить уровень стресса перед экзаменами через отработку типовых заданий.
- Методическая задача: интегрировать системно-деятельностный подход через открытие нового знания (Discovery).
Планируемые результаты
Личностные
- Готовность к осознанному выбору дальнейшей образовательной траектории (подготовка к ОГЭ по информатике).
- Понимание роли алгоритмов в управлении техническими системами и в повседневной жизни.
- Критическое отношение к информации и избирательность в её восприятии.
Метапредметные
- Умение самостоятельно планировать пути достижения целей, осознанно выбирать наиболее эффективные способы решения задач.
- Умение соотносить свои действия с планируемыми результатами, осуществлять контроль своей деятельности в процессе достижения результата.
- Навыки формализации информации и построения логических моделей.
Предметные
- Знать определение алгоритма и его ключевые свойства.
- Уметь выделять исполнителя и его систему команд в различных ситуациях.
- Владеть навыками записи простейших линейных алгоритмов и алгоритмов с ветвлением.
- Уметь выполнять алгоритмы для формальных исполнителей (подготовка к заданию 6 ОГЭ).
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Формирование ответственного отношения к учению на основе мотивации к обучению и познанию.
Регулятивные УУД
- Владение основами самоконтроля, самооценки, принятия решений и осуществления осознанного выбора в учебной и познавательной деятельности.
Познавательные УУД
- Умение определять понятия, создавать обобщения, устанавливать аналогии, классифицировать.
Коммуникативные УУД
- Умение организовывать учебное сотрудничество и совместную деятельность с учителем и сверстниками.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить презентацию «Мир алгоритмов» (12 слайдов).
- Распечатать карточки для игры «Робот и Программист» (по 1 на парту, 15 шт.).
- Настроить интерактивную доску для демонстрации среды «Робот» или аналогичного симулятора.
- Подготовить раздаточный материал с заданиями формата ОГЭ (задание 6) для этапа закрепления.
- Принести реквизит для мотивационного этапа: запечатанная коробка с инструкцией внутри.
Ход урока
Этап 1. Мотивация и самоопределение (4 мин)
Цель этапа: вызвать интерес к теме через жизненную ситуацию и создать эмоциональный настрой.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | «Здравствуйте, девятиклассники! Сегодня у нас необычный урок. Посмотрите на этот закрытый бокс. Представьте, что это — сложнейший биоробот последнего поколения. Чтобы он начал работать, мне нужна четкая последовательность действий. Если я скажу ему "Эй, работай!", он поймет? Нет. А если я дам ему список команд на эльфийском языке? Тоже нет. Как вы думаете, что объединяет навигатор в телефоне, рецепт бабушкиных блинов и программу запуска космического корабля?» | Ученики выдвигают версии: «Инструкции», «Порядок действий», «Правила». Слушают учителя, включаются в диалог. |
2 мин | «Верно! Все это — алгоритмы. Сегодня мы станем творцами этих инструкций. Но сначала ответьте: кто из вас планирует сдавать ОГЭ по информатике? Поднимите руки. Отлично, сегодня мы разберем тему, которая принесет вам легкие баллы на экзамене, если вы поймете логику процесса.» | Ученики поднимают руки, фиксируют внимание на практической значимости темы для экзамена. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Итак, мы выяснили, что наша жизнь пронизана алгоритмами. Но что это такое с точки зрения науки? Давайте разбираться.»
Этап 2. Актуализация знаний и фиксация затруднения (6 мин)
Цель этапа: повторить базовые знания и выявить пробелы в понимании свойств алгоритма.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | «Давайте поиграем в игру "Верю — не верю". Я называю утверждение, а вы, если согласны, поднимаете зеленую карточку, если нет — красную. 1. Алгоритм может быть бесконечным. 2. Алгоритм всегда должен приводить к результату. 3. Любой человек может быть исполнителем любого алгоритма. 4. Порядок действий в алгоритме можно менять местами без потери смысла.» | Ученики поднимают карточки. Возникают споры по 3 и 4 пунктам. Ученики пытаются аргументировать свои ответы. |
3 мин | «Вижу, мнения разделились. Особенно по поводу бесконечности и исполнителей. Давайте попробуем решить задачу: "Напишите алгоритм перехода дороги". Вроде просто? А теперь представьте, что ваш исполнитель — инопланетянин, который не знает, что такое "светофор" и "зебра". Сможет ли он выполнить вашу команду "Перейди дорогу по зебре"?» | Ученики осознают проблему: команда должна быть понятна исполнителю. Пытаются переформулировать команды для "инопланетянина". |
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы столкнулись с тем, что алгоритм — это не просто список дел, а очень строгая структура. Нам нужно вывести правила, по которым строятся правильные алгоритмы.»
Этап 3. Открытие нового знания (12 мин)
Цель этапа: сформулировать определение алгоритма и изучить его свойства через приём «Инсерт».
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
5 мин | «Откройте учебники на странице 64. Мы будем использовать приём "Инсерт". Читаем текст про свойства алгоритма и ставим пометки карандашом: "V" — уже знал, "+" — новое, "?" — непонятно. Обратите особое внимание на понятия: Дискретность, Детерминированность, Понятность, Результативность и Массовость.» Учитель выводит на слайд таблицу с названиями свойств. | Ученики читают параграф, делают пометки. Затем по цепочке называют свойства и пытаются объяснить их своими словами. |
7 мин | «Теперь давайте разберем типы алгоритмов. Посмотрите на доску (слайд с блок-схемами). Алгоритм может идти прямо (линейный), может выбирать путь (разветвляющийся), а может повторяться (циклический). Давайте приведем примеры из жизни. Например, чистка картошки — это какой тип? А выбор одежды по погоде?» | Ученики анализируют примеры: «Чистка картошки — цикл, пока есть картошка», «Одежда — ветвление: если холодно, то куртка, иначе ветровка». Записывают классификацию в тетрадь. |
Запись в тетрадях
- Алгоритм — это точное и понятное предписание исполнителю совершить последовательность действий, направленных на решение поставленной задачи.
- Свойства: Дискретность (пошаговость), Понятность (входит в СКИ), Определенность (однозначность), Результативность (конечность), Массовость (подходит для группы задач).
- Типы: Линейный, Разветвляющийся, Циклический.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Теперь мы вооружены теорией. Пора проверить, насколько вы хорошие программисты в реальных условиях.»
Этап 4. Первичное закрепление — Игра «Живой Робот» (7 мин)
Цель этапа: отработать навык составления алгоритмов для формального исполнителя в игровой форме.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
7 мин | «Приём "Робот и Программист". Мне нужен доброволец на роль Робота. Твоя СКИ (система команд): "Шаг вперед", "Поворот на 90 градусов вправо", "Возьми предмет". Остальные — программисты. Ваша задача: составить алгоритм, чтобы Робот дошел от двери до моего стола и взял маркер. Внимание: Робот выполняет ТОЛЬКО команды из СКИ. Если вы скажете "Иди к столу", Робот зависнет!» | Один ученик выходит к доске. Класс в парах быстро набрасывает последовательность команд. Затем один ученик зачитывает, а Робот выполняет. Если Робот упирается в стену, класс корректирует алгоритм (самоанализ ошибок). |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Вы увидели, как важно быть точным. В ОГЭ задание 6 проверяет именно это — умение формально исполнить алгоритм, не додумывая за автора.»
Этап 5. Практическая работа с ИКТ и творческое задание (11 мин)
Цель этапа: применение знаний в цифровой среде и развитие креативности.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
5 мин | «Садимся за компьютеры. Откройте тренажер (или онлайн-ресурс с заданиями ОГЭ). Решите задачу №6: "Исполнитель Квадратор имеет две команды: 1. Возведи в квадрат, 2. Прибавь 1. Составьте алгоритм получения из числа 2 числа 25, содержащий не более 5 команд".» Учитель консультирует индивидуально. | Ученики работают за ПК, решают задачу. Те, кто решил быстро, помогают соседям (взаимообучение). |
6 мин | «А теперь творческая пятиминутка! Представьте, что вы инженеры компании "SmartFuture". Вам нужно придумать алгоритм для "Умного будильника", который должен разбудить хозяина, только если на улице солнце ИЛИ если время уже 8:00. Нарисуйте краткую блок-схему этого алгоритма на листочках.» | Ученики рисуют блок-схемы, используя логические условия (ветвление). Несколько человек демонстрируют свои идеи классу. |
Эталон решения задачи ОГЭ
Число 2 -> число 25.
1) 2 + 1 = 3 (команда 2)
2) 3^2 = 9 (команда 1) — не подходит, 9+1=10, 10^2=100 (много).
Альтернатива:
1) 2 + 1 = 3 (команда 2)
2) 3 + 1 = 4 (команда 2)
3) 4 + 1 = 5 (команда 2)
4) 5^2 = 25 (команда 1)
Ответ: 2221.
1) 2 + 1 = 3 (команда 2)
2) 3^2 = 9 (команда 1) — не подходит, 9+1=10, 10^2=100 (много).
Альтернатива:
1) 2 + 1 = 3 (команда 2)
2) 3 + 1 = 4 (команда 2)
3) 4 + 1 = 5 (команда 2)
4) 5^2 = 25 (команда 1)
Ответ: 2221.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Ваши будильники получились действительно умными! А главное — алгоритмически верными.»
Этап 6. Рефлексия и домашнее задание (5 мин)
Цель этапа: осознание результатов деятельности и постановка задач на самоподготовку.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | «Подведем итоги. У вас на столах "Мишень рефлексии". Поставьте точку в секторе: 1. Понял тему. 2. Было интересно. 3. Активно работал. 4. Могу решить задачу ОГЭ. Чем ближе к центру — тем выше оценка.» Учитель анализирует визуально результаты класса. | Ученики заполняют мишени, сдают их учителю. |
2 мин | «Запишите домашнее задание. Оно будет дифференцированным. И помните: алгоритм успеха на экзамене — это регулярная практика!» | Ученики записывают задание в дневники, задают уточняющие вопросы. |
Критерии оценивания практической работы
- «5» — Верно решены 2 задачи формата ОГЭ, творческое задание содержит логически верную блок-схему с использованием ветвления.
- «4» — Верно решена 1 задача ОГЭ, в творческом задании допущены небольшие неточности в СКИ или логике ветвления.
- «3» — Задачи ОГЭ решены с подсказками учителя, творческое задание выполнено частично (только линейный алгоритм).
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Какое свойство алгоритма самое важное для робота? | Проверка понимания специфики формального исполнения. |
Где в повседневной жизни вы сегодня встретите цикл? | Связь теории с практикой и бытовым опытом. |
Что вызвало наибольшее затруднение в задаче №6 ОГЭ? | Выявление методических дефицитов для коррекции на следующем уроке. |
Завершающее слово учителя
«Ребята, сегодня мы увидели, что алгоритм — это не просто скучные строчки кода, а логика самой жизни. Вы отлично справились с ролью программистов и даже инженеров будущего. Те, кто сегодня уверенно решал задачи ОГЭ, сделали большой шаг к успешному экзамену. На следующем уроке мы научимся переводить эти алгоритмы на язык программирования Python. Спасибо за работу, урок окончен!»
Домашнее задание
Уровень сложности | Задания | Описание |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Параграф 2.1, вопросы 1-5. | Выучить определения и свойства алгоритма. |
Средний (повышающий) | Задания на сайте РЕШУ ОГЭ (раздел 6) — 5 задач. | Отработка навыка решения экзаменационных задач на формальных исполнителей. |
Продвинутый (дополнительный) | Творческий проект «Алгоритм моего хобби». | Составить подробную блок-схему своего увлечения (сборка кубика Рубика, рецепт блюда, стратегия в игре) с использованием циклов и ветвлений. |
Контрольный вопрос перед выходом: «Может ли алгоритм быть понятным, но не результативным? Приведите пример.»