Алгоритмическая структура «Цикл»
Цели и задачи
- Цель урока: к концу занятия научиться распознавать циклические алгоритмы, объяснять необходимость повторения действий и составлять простые циклические алгоритмы в выбранной среде программирования.
- Сформировать представление о цикле как алгоритмической структуре, в которой одна и та же последовательность команд выполняется многократно.
- Научиться определять условие повторения и количество повторений в учебных алгоритмах.
- Развивать умение анализировать готовый алгоритм, находить ошибку в условии остановки и аргументировать предложенное решение.
- Воспитывать ответственное отношение к цифровой деятельности, готовность к сотрудничеству и осознанному выбору способов решения задачи.
Планируемые результаты
Личностные
- Проявляют интерес к созданию алгоритмов, связанных с реальными задачами и будущими профессиями в сфере технологий.
- Осознают, что точность условия и последовательность команд влияют на результат работы программы.
- Принимают необходимость проверки и исправления собственных решений.
- Соблюдают правила безопасной и ответственной работы за компьютером.
Метапредметные
- Формулируют учебную цель и планируют последовательность действий для решения алгоритмической задачи.
- Анализируют текст, блок-схему и программный код, выделяя повторяющиеся действия и условие завершения цикла.
- Работают в паре: распределяют роли, задают вопросы, обосновывают выбор алгоритма и корректно оценивают решение партнёра.
- Используют информационно-коммуникационные технологии для составления, запуска и проверки алгоритма.
Предметные
- Знать определение циклического алгоритма и назначение циклической структуры.
- Различать цикл с заданным числом повторений и цикл, зависящий от условия.
- Уметь выделять повторяющиеся действия в задаче и записывать их в виде циклического алгоритма.
- Уметь запускать алгоритм в учебной среде программирования, проверять результат и исправлять ошибку в условии остановки.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Определяют личный смысл изучения циклов через связь с играми, робототехникой, инженерией и автоматизацией.
- Проявляют самостоятельность при выборе уровня практического задания.
- Оценивают собственный вклад в парную работу и результат выполнения алгоритма.
- Понимают ценность настойчивого поиска и исправления ошибок.
Регулятивные УУД
- Формулируют цель: научиться представлять повторяющиеся действия с помощью цикла.
- Планируют работу по шагам: выделить повторение, выбрать условие, записать алгоритм, запустить и проверить его.
- Сопоставляют полученный результат с ожидаемым и находят причину несоответствия.
- Вносят коррективы в алгоритм после проверки и оценивают качество решения по критериям.
Познавательные УУД
- Выделяют существенные признаки циклической структуры.
- Сравнивают линейный алгоритм и алгоритм с циклом, устанавливая преимущества последнего.
- Моделируют повторяющееся действие с помощью словесной записи, блок-схемы и программного кода.
- Находят логическую ошибку в условии завершения цикла и объясняют её последствия.
Коммуникативные УУД
- Распределяют роли в паре: разработчик и проверяющий, затем меняются ролями.
- Формулируют уточняющие вопросы о количестве повторений и условии остановки.
- Аргументируют выбор вида цикла, используя конкретные признаки задачи.
- Согласовывают исправления кода и представляют общий результат классу.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить компьютеры с открытой учебной средой программирования или визуальным конструктором алгоритмов; проверить запуск проектов на каждом рабочем месте.
- Создать презентацию с изображением повторяющегося действия, схемой цикла и двумя примерами алгоритмов.
- Подготовить карточки для парной работы: 6 карточек с бытовыми ситуациями, 6 карточек с блок-схемами и 6 карточек с фрагментами кода.
- Распечатать по одной карточке с заданиями на каждую пару и по одному листу самооценки на каждого ученика.
- Вывести на доску памятку: «Повторяющееся действие — условие повторения — условие остановки — проверка результата».
- Подготовить файл с тремя практическими заданиями: базовым, повышающим и творческим.
- Подготовить таймер на 3 минуты для работы в парах и на 8 минут для самостоятельной практики.
- Проверить наличие наушников при необходимости, мышей, клавиатур, зарядных устройств и доступа к локальным учебным файлам.
- Разместить на экране правила безопасной работы: правильная посадка, расстояние до монитора, аккуратная работа с оборудованием, запрет запуска неизвестных файлов.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и мотивация (3 мин)
Цель этапа: включить учащихся в учебную деятельность и создать проблемную ситуацию, связанную с повторением команд.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель приветствует класс и показывает на экране короткую последовательность: робот делает шаг вперёд, поворачивает направо и повторяет эти действия несколько раз. «Ребята, представьте, что роботу нужно обойти квадрат. Как можно дать ему команды? Записать каждое действие отдельно или найти более удобный способ?» | Рассматривают последовательность действий, предлагают варианты: «Записать команды несколько раз» и «Сказать роботу повторять один и тот же набор команд». |
2 мин | Учитель организует приём «Подумай — обсуди в паре — поделись». «Сначала 30 секунд подумайте самостоятельно, затем обсудите с соседом, почему длинную последовательность команд неудобно записывать вручную. Назовите способ, который уменьшит количество команд». Учитель фиксирует на доске слова «повторение», «условие», «остановка». | Сначала формулируют собственную идею, затем обсуждают её в парах и сообщают классу: «Повторяющиеся команды можно объединить в цикл». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы увидели, что одинаковые действия не всегда нужно записывать много раз. Сегодня выясним, как алгоритм сообщает программе: что повторять, сколько повторять и когда остановиться».
Этап 2. Актуализация знаний (5 мин)
Цель этапа: актуализировать знания об алгоритме, команде, исполнителе и способах представления алгоритмов.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель выводит на экран три записи: словесное описание, блок-схему и фрагмент программы. «Что объединяет эти записи? Кто может быть исполнителем алгоритма? Почему исполнителю недостаточно общей фразы “сделай красиво”?» | Называют признаки алгоритма: точность, понятность, конечность, результативность; приводят примеры исполнителей: человек, робот, компьютер. |
3 мин | Учитель проводит мини-викторину «Верно — неверно»: «Алгоритм состоит из понятных команд. Любой алгоритм обязательно содержит повторение. Исполнитель выполняет команды в заданном порядке. Блок-схема помогает увидеть структуру алгоритма». После каждого утверждения просит объяснить ответ. | Поднимают карточки «верно» или «неверно», аргументируют: «Повторение есть не в каждом алгоритме», «Блок-схема показывает порядок и связи команд». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы вспомнили, что алгоритм должен быть точным и понятным исполнителю. Теперь проверим, что происходит, когда в задаче появляется многократное выполнение одной команды».
Этап 3. Постановка проблемы и целеполагание (4 мин)
Цель этапа: сформулировать учебную проблему и совместно определить план открытия нового знания.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель предлагает задачу: «Исполнитель должен вывести на экран 20 одинаковых точек. Можно ли записать команду вывода 20 раз? Как изменится алгоритм, если потребуется 200 точек?» Учитель задаёт вопрос: «Какая структура позволит не дублировать команды?» | Сравнивают варианты, делают вывод: «Нужна команда повторения, или цикл». Формулируют затруднение: «Мы пока не знаем, как указать число повторений и момент остановки». |
2 мин | Учитель записывает на доске цель и предлагает уточнить её: «К концу урока вы должны не просто назвать цикл, а применить его. Какие шаги нам понадобятся?» | Формулируют план: определить признаки цикла, сравнить его виды, составить алгоритм, запустить его на компьютере, проверить и исправить. |
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Проблема определена: нужно научиться управлять повторением команд. Дальше мы сами установим, из каких частей состоит цикл и чем отличаются его основные виды».
Этап 4. Открытие нового знания: структура и виды цикла (10 мин)
Цель этапа: сформировать представление о цикле с заданным числом повторений и цикле, зависящем от условия.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель показывает на экране алгоритм построения квадрата: «Повторить 4 раза: пройти 50 шагов; повернуть направо на 90 градусов». «Что здесь повторяется? Сколько раз? Где указано завершение?» Учитель выделяет рамкой повторяющийся блок и число 4. | Называют повторяющийся блок: «Пройти и повернуть». Определяют количество повторений — 4. Формулируют: «Цикл с заданным числом повторений заканчивается после выполнения команд нужное количество раз». |
3 мин | Учитель объясняет: «Цикл состоит из тела цикла и управления повторением. Тело — команды, которые выполняются снова. Управление определяет, сколько раз или до какого условия они выполняются». На доске появляется схема: начало → проверка/счётчик → тело цикла → повторная проверка → конец. | Записывают в тетрадь определение и подписывают части схемы: «тело цикла», «условие», «счётчик», «выход из цикла». |
4 мин | Учитель показывает ситуацию: «Робот движется вперёд, пока перед ним не появится препятствие». Задаёт вопросы: «Известно ли заранее число шагов? Что проверяет робот? Когда остановится?» Затем сравнивает два вида цикла: с заданным числом повторений и с условием. | Сравнивают ситуации и делают вывод: «Число шагов заранее неизвестно; робот продолжает движение, пока условие истинно». Заполняют в парах таблицу сравнения: признак, пример, способ завершения. |
Запись в тетрадях
Цикл — алгоритмическая структура, в которой одна или несколько команд выполняются многократно. Тело цикла — повторяющаяся последовательность команд. Цикл с заданным числом повторений выполняется определённое количество раз. Цикл с условием продолжается, пока условие истинно, или до наступления условия остановки.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы установили, что цикл обязательно имеет повторяющееся тело и способ завершения. Теперь проверим, сможете ли вы распознать эти признаки в разных жизненных и технических ситуациях».
Этап 5. Первичное закрепление в парах (7 мин)
Цель этапа: закрепить умение определять наличие цикла и выбирать способ задания условия повторения.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель объединяет учащихся в пары и раздаёт карточки. «В каждой паре один ученик сначала читает ситуацию и предлагает решение, второй проверяет признаки цикла. Через три минуты поменяйтесь ролями. На карточке отметьте повторяющееся действие и условие остановки». | Распределяют роли: разработчик и проверяющий, читают инструкцию к работе. |
3 мин | Учитель предлагает ситуации: «Полить 5 растений одинаковым количеством воды»; «Идти вперёд, пока не закончится коридор»; «Повторять бросок мяча, пока он не попадёт в корзину». «Определите вид цикла и объясните свой выбор». | В парах выделяют тело цикла и условие. Отвечают: «Для 5 растений — цикл с заданным числом повторений; для коридора и бросков — цикл с условием». |
3 мин | Учитель организует взаимопроверку по приёму «Две звезды и пожелание». «Назовите два точных места в решении партнёров и одно улучшение: например, уточнить условие остановки или число повторений». | Обмениваются карточками, записывают два достоинства и один совет, исправляют неточную формулировку. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Вы научились видеть цикл не по внешнему виду записи, а по смыслу: есть повторяющееся действие и правило завершения. Теперь перенесём это умение в компьютерную среду».
Этап 6. ИКТ-практикум: составление и проверка цикла (9 мин)
Цель этапа: применить понятие цикла при создании и отладке простого алгоритма в учебной среде программирования.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель демонстрирует на экране проект: исполнитель должен нарисовать квадрат. «Сначала найдите команду повторения. Внутри цикла разместите две команды: движение вперёд и поворот направо. Укажите четыре повторения. Перед запуском предположите, какую фигуру получит исполнитель». | Открывают учебную среду, находят блок цикла, размещают команды движения и поворота, называют ожидаемый результат: «Квадрат». |
4 мин | Учитель даёт инструкцию: «Запустите программу. Если фигура не замкнулась, проверьте число повторений, угол поворота и положение команд внутри цикла. Не исправляйте случайно весь проект — сначала найдите конкретную причину ошибки». | Собирают алгоритм, запускают его, сравнивают результат с предположением, исправляют число повторений или угол поворота, если это необходимо. |
3 мин | Учитель предлагает выбор: базовое задание — квадрат; повышающее — правильный многоугольник; творческое — узор из повторяющихся элементов. «Выберите посильный уровень и в конце покажите партнёру, где находится тело цикла и как программа понимает, когда остановиться». | Выбирают уровень, создают проект, демонстрируют партнёру тело цикла и способ завершения, формулируют краткое объяснение результата. |
Эталон решения
Для квадрата тело цикла состоит из двух команд: движение вперёд на одинаковое расстояние и поворот направо на $90^\circ$. Число повторений равно 4, поэтому общий поворот исполнителя составляет $4 \cdot 90^\circ = 360^\circ$. После четвёртого повторения фигура замыкается. Если поворот выполняется внутри цикла, алгоритм имеет вид: повторить 4 раза → двигаться вперёд → повернуть направо на $90^\circ$.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Компьютер выполнил ровно те команды, которые мы поместили внутрь цикла. Ошибка в числе повторений или в условии меняет весь результат, поэтому программист обязан запускать, наблюдать и проверять алгоритм».
Этап 7. Самостоятельная работа с самопроверкой (5 мин)
Цель этапа: проверить индивидуальное понимание признаков цикла и умение анализировать алгоритм.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель раздаёт индивидуальные мини-карточки: «Определите, есть ли цикл в алгоритме “Пока число меньше 10, увеличивать его на 1”. Назовите условие продолжения. Во втором задании укажите ошибку в алгоритме “Повторить 3 раза: шаг вперёд; повернуть на 90 градусов” для построения квадрата». | Самостоятельно записывают ответы: «Цикл есть; условие продолжения — число меньше 10». Во втором задании отмечают, что для квадрата нужно 4 повторения. |
2 мин | Учитель показывает эталон на экране и просит провести самопроверку: «Поставьте плюс рядом с верным ответом, вопрос — рядом с местом, которое нужно разобрать. Исправление запишите другой ручкой или отдельной строкой». | Сверяют ответы, отмечают затруднения, исправляют ошибки, формулируют вопрос к учителю или партнёру. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Самопроверка показала, что вы уже умеете находить условие и тело цикла. Осталось осмыслить, где это знание пригодится и какой способ работы оказался для вас наиболее эффективным».
Этап 8. Межпредметная связь и рефлексия (2 мин)
Цель этапа: связать понятие цикла с математикой, физикой и реальными техническими системами, осознать результат собственной деятельности.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель показывает изображения светофора, конвейера и движения планет по орбите. «Где вы видите повторяющийся процесс? Как математика помогает описать число повторений, а физика — движение механизма? Назовите профессию, в которой нужны циклические алгоритмы». | Приводят примеры: «Светофор повторяет последовательность сигналов, конвейер выполняет одинаковые операции». Называют профессии: программист, инженер, разработчик робототехники. |
1 мин | Учитель проводит рефлексию «Светофор»: «Покажите зелёный цвет, если можете объяснить цикл и создать простой алгоритм; жёлтый — если нужна тренировка; красный — если пока трудно. Одним предложением завершите фразу: “Сегодня я научился…”» | Показывают карточку выбранного цвета и формулируют: «Сегодня я научился находить тело цикла», «…создавать повторение в программе», «…исправлять ошибку в числе повторений». |
Этап 9. Подведение итогов и домашнее задание (0 мин)
Цель этапа: зафиксировать результат урока и объяснить дифференцированное домашнее задание.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
0 мин | Учитель сообщает домашнее задание после звонка или фиксирует его на экране: «Выберите один из трёх уровней. Обязательно запишите, где в вашем алгоритме находится тело цикла и какое условие завершает повторение». | Записывают выбранный уровень и формулируют контрольный вопрос: «Что именно повторяется и когда цикл заканчивается?» |
Критерии оценивания практической работы
- «5» — создан рабочий алгоритм с циклом, правильно выделено тело цикла, задано корректное число повторений или условие остановки, результат проверен и ученик может объяснить решение партнёру.
- «4» — алгоритм в основном работает, но допущена одна неточность в записи или объяснении; после подсказки ученик самостоятельно исправляет ошибку.
- «3» — ученик распознаёт наличие цикла и частично выделяет повторяющиеся команды, но нуждается в помощи при задании условия или отладке проекта.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Что такое цикл и какие две части обязательно нужно в нём определить? | Проверка понимания определения и структуры циклического алгоритма. |
Как вы определяете, что выбрать: заданное число повторений или условие? | Выявление умения связывать вид цикла с условием задачи. |
Какая ошибка возникла при запуске проекта и как вы её исправили? | Диагностика навыков отладки, самоконтроля и коррекции. |
Где циклические алгоритмы встречаются в технике или будущей профессии? | Осознание практической и межпредметной значимости темы. |
Завершающее слово учителя
«Сегодня мы научились видеть в задаче повторяющиеся действия и представлять их с помощью цикла. Особенно важно помнить: цикл должен иметь тело и понятное правило завершения, иначе программа может выполнить лишние команды или не остановиться. Вы проверяли свои алгоритмы не только по записи, но и по результату запуска. На следующем уроке мы продолжим работать с циклами и научимся использовать их для создания более сложных алгоритмов и узоров».
Домашнее задание
Уровень | Что задать | Зачем |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Составить письменно 3 алгоритма из повседневной жизни, в каждом выделить повторяющееся действие и указать: задано ли число повторений или используется условие остановки. | Закрепляет распознавание циклической структуры; при проверке смотреть на точность тела цикла и условия завершения. |
Средний (повышающий) | Составить в учебной среде программирования 2 проекта: один с циклом на 4–6 повторений для построения фигуры, второй с циклом, зависящим от условия. К каждому проекту написать краткое объяснение. | Формирует умение выбирать вид цикла, реализовывать алгоритм и проверять его запуск. |
Продвинутый (дополнительный) | Разработать узор из повторяющегося элемента или мини-сцену для исполнителя, используя не менее двух циклов либо цикл внутри другого цикла; подготовить устное объяснение структуры. | Развивает проектное и алгоритмическое мышление; при проверке оценивать осмысленность вложенности, корректность остановки и самостоятельность решения. |
Контрольные вопросы перед выходом из класса: «Что называют циклом? Что такое тело цикла? Чем отличается цикл с заданным числом повторений от цикла с условием? Почему перед запуском алгоритма нужно проверить условие остановки?»
