Вспомогательные алгоритмы
Цели и задачи
- Цель: К концу урока учащиеся смогут определять вспомогательный алгоритм, выделять повторяющиеся фрагменты в задачах и составлять программы для исполнителя «Чертежник» с использованием метода пошаговой детализации.
- Образовательная задача: Изучить понятия «вспомогательный алгоритм», «основной алгоритм» и правила их оформления в алгоритмических структурах.
- Развивающая задача: Развивать алгоритмическое мышление через декомпозицию сложных задач на простые подзадачи.
- Воспитательная задача: Способствовать формированию навыков взаимопомощи и ответственности на примере бытовых алгоритмов дежурства.
- Профориентационная задача: Показать связь темы с реальным программированием (функции и процедуры), актуальным для подготовки к ОГЭ по информатике.
Планируемые результаты
Личностные
- Формирование ответственного отношения к учению и готовности к саморазвитию.
- Развитие навыков конструктивного сотрудничества в группе при решении алгоритмических задач.
- Осознание важности рационального подхода к выполнению деятельности (оптимизация труда).
Метапредметные
- Умение самостоятельно планировать пути достижения целей на основе анализа условий.
- Навык логического анализа объекта с выделением существенных признаков (повторяющихся действий).
- Умение создавать и применять знаково-символические средства для решения учебных задач.
Предметные
- Знание определения вспомогательного алгоритма и метода последовательной детализации.
- Умение вызывать вспомогательный алгоритм из основного.
- Владение системой команд исполнителя «Чертежник» для реализации сложных геометрических построений.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Установление связи между целью учебной деятельности и её мотивом (зачем мне уметь сокращать код).
Регулятивные УУД
- Целеполагание как постановка учебной задачи на основе соотнесения того, что уже известно, и того, что еще неизвестно.
- Коррекция — внесение необходимых дополнений в план и способ действия.
Познавательные УУД
- Поиск и выделение необходимой информации в тексте задачи.
- Структурирование знаний, выбор наиболее эффективных способов решения задач.
Коммуникативные УУД
- Умение с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли в соответствии с задачами коммуникации.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить мультимедийную презентацию с визуализацией алгоритма «Дежурный» и командами Чертежника.
- Распечатать карточки-задания с изображением «Ступеньки» для исполнителя Чертежник (15 шт. — по одной на парту).
- Проверить работоспособность проектора и ПК учителя.
- Подготовить на доске сетку (координатную плоскость) для демонстрации работы Чертежника маркером.
- Загрузить файл с заготовкой алгоритма в среду КуМир (или аналогичный симулятор Чертежника) на ученические ПК.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и мотивация (5 мин)
Цель этапа: установить психологический контакт с классом и создать проблемную ситуацию через бытовой пример.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | «Здравствуйте, девятиклассники! Рад вас видеть. Сегодня мы начнем с воспоминаний о лете. Поднимите руки, кто был в летнем лагере? Представьте, что вы — дежурные по столовой. Вам нужно составить четкую инструкцию для своего напарника, как отработать смену. Давайте набросаем этот алгоритм прямо сейчас на доске». | Приветствуют учителя. Поднимают руки, включаются в диалог, настраиваются на работу. |
3 мин | Учитель записывает под диктовку детей пункты: 1. Прийти в 7:30. 2. Накрыть столы. 3. Дождаться окончания. 4. Убрать посуду. 5. Вытереть столы. 6. Расставить стулья. 7. Уйти. «А теперь, ребята, нам нужно прописать то же самое для обеда в 11:30 и для ужина в 17:30. Посмотрите на доску, сколько места это займет? Удобно ли это писать трижды?» | Диктуют команды. Замечают, что команды 2–7 повторяются три раза. Отвечают: «Нет, это долго и неудобно, мы тратим время на одно и то же». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Действительно, в программировании, как и в жизни, лень — двигатель прогресса. Зачем писать трижды то, что можно описать один раз? Сегодня мы узнаем, как это сделать с помощью вспомогательных алгоритмов».
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Этап 2. Открытие нового знания (12 мин)
Цель этапа: ввести понятия вспомогательного алгоритма и пошаговой детализации.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
5 мин | «Давайте выделим повторяющийся блок действий в отдельный алгоритм и назовем его "Дежурный". Теперь наш основной алгоритм будет выглядеть так: 1. Прийти в 7:30. 2. Выполнить алгоритм "Дежурный". 3. Прийти в 11:30... и так далее. Запишите определение: Вспомогательный алгоритм — это алгоритм, снабженный таким заголовком, который позволяет вызвать его из других алгоритмов». | Записывают определение в тетрадь. Перерисовывают сокращенную структуру основного алгоритма, предложенную учителем. |
7 мин | Учитель выводит слайд с понятием детализации: «Этот метод называется последовательной (или пошаговой) детализацией. Мы разбиваем одну сложную задачу (дежурство на весь день) на несколько простых (алгоритм "Дежурный"). Это основа профессиональной разработки ПО. В ОГЭ по информатике это знание поможет вам решать задачи на исполнителей гораздо быстрее». | Слушают объяснение, фиксируют термин «пошаговая детализация» в тетрадях. Задают уточняющие вопросы о том, как компьютер понимает, куда возвращаться после выполнения вспомогательного алгоритма. |
Запись в тетрадях
Вспомогательный алгоритм — алгоритм, который можно использовать в других алгоритмах, указав только его имя.
Метод пошаговой детализации — способ разбиения сложной задачи на несколько простых подзадач.
Метод пошаговой детализации — способ разбиения сложной задачи на несколько простых подзадач.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Теперь, когда мы поняли теорию, давайте познакомимся с исполнителем, который поможет нам закрепить это на практике».
Этап 3. Практическая работа с исполнителем «Чертежник» (15 мин)
Цель этапа: освоить систему команд исполнителя и применить вспомогательный алгоритм для рисования фигуры.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | «Познакомьтесь с Чертежником. У него всего три команды: 1. Сделать шаг (рисует линию 1 см). 2. Прыгнуть (перемещается на 1 см без линии). 3. Повернуть налево (на 90 градусов). Посмотрите на экран: нам нужно нарисовать лестницу из двух ступенек. Каждая ступенька состоит из одинаковых элементов». | Записывают систему команд (СКИ) Чертежника в тетрадь. Изучают изображение фигуры на слайде. |
12 мин | «Давайте создадим вспомогательный алгоритм "Ступенька". Какие команды в него войдут? Запишите их. А теперь составьте основной алгоритм, вызывая "Ступеньку". Работаем за компьютерами в парах. Один человек пишет вспомогательный блок, другой — основной. Потом проверяем результат в симуляторе». | Работают в парах за ПК. Составляют алгоритм «Ступенька»: Сделать шаг, Повернуть налево (3 раза — чтобы повернуть направо), Сделать шаг, Повернуть налево (3 раза), Сделать шаг, Повернуть налево, Сделать шаг. Запускают программу. |
Эталон решения (Алгоритм Ступенька)
алг Ступенька
нач
Сделать шаг
Повернуть налево, Повернуть налево, Повернуть налево
Сделать шаг
Повернуть налево, Повернуть налево, Повернуть налево
Сделать шаг
Повернуть налево
Сделать шаг
кон
нач
Сделать шаг
Повернуть налево, Повернуть налево, Повернуть налево
Сделать шаг
Повернуть налево, Повернуть налево, Повернуть налево
Сделать шаг
Повернуть налево
Сделать шаг
кон
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Отлично! Мы увидели, что основной алгоритм стал очень коротким: всего две команды "Выполнить Ступенька" с поворотом между ними».
Этап 4. Включение в систему знаний и рефлексия (10 мин)
Цель этапа: обобщить изученное, провести самооценку и выдать домашнее задание.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
5 мин | «Давайте вернемся к вопросам, которые мы ставили в начале урока. Какие алгоритмы называют вспомогательными? Зачем они нужны программисту? Как метод детализации помогает в жизни? Посмотрите на свои работы — удалось ли вам избежать ошибок в поворотах?» | Отвечают на вопросы. Анализируют свои ошибки (например, забыли, что три поворота налево — это один направо). Формулируют выводы о пользе вспомогательных алгоритмов. |
5 мин | Учитель раздает листы самооценки и диктует домашнее задание. «Сегодня вы все поработали продуктивно. Оценки за практическую работу я выставлю в журнал после проверки ваших файлов». | Заполняют листы самооценки. Записывают домашнее задание в дневники. |
Критерии оценивания практической работы
- «5» — вспомогательный алгоритм «Ступенька» составлен верно, основной алгоритм вызывает его дважды, фигура построена без ошибок.
- «4» — алгоритм составлен верно, но допущена одна ошибка в логике поворотов или пропущен один вызов вспомогательного алгоритма.
- «3» — вспомогательный алгоритм выделен, но программа не работает из-за множественных синтаксических или логических ошибок.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Какую часть алгоритма «Ступенька» было сложнее всего формализовать? | Выявление затруднений в логике команд исполнителя. |
Где в повседневной жизни вы встречаете вспомогательные алгоритмы (подпрограммы)? | Связь теории с практическим жизненным опытом. |
Насколько эффективнее стал ваш код после использования детализации? | Осознание ценности изученного метода. |
Завершающее слово учителя
«Сегодня мы сделали важный шаг от простого написания команд к проектированию алгоритмов. Вспомогательные алгоритмы — это кирпичики, из которых строятся огромные программы, такие как браузеры или игры. На следующем уроке мы узнаем, как передавать в эти кирпичики разные данные. Спасибо за урок, до свидания!»
Домашнее задание
Уровень сложности | Задания | Описание |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Выучить определения в тетради. | Знать понятия основного и вспомогательного алгоритмов. |
Средний (повышающий) | Нарисовать в тетради алгоритм «Орнамент». | Составить основной алгоритм, который 4 раза вызывает вспомогательный алгоритм «Квадрат». |
Продвинутый (дополнительный) | Задача «Домик». | Разработать алгоритм рисования улицы из 3 домов, используя вспомогательные алгоритмы «Стена» и «Крыша». |
Контрольный вопрос: Можно ли вызвать один вспомогательный алгоритм из другого вспомогательного алгоритма?
