Алгоритмическая структура «Ветвление»
Цели и задачи
- Цель по SMART: к концу урока научиться распознавать условие, ветви и действия в простой и вложенной структуре «ветвление», читать блок-схемы и выполнять трассировку алгоритма не менее чем в 4 из 5 учебных ситуаций.
- Сформировать представление о назначении команд ветвления и различии между простой и полной формой ветвления.
- Научить определять действие каждой ветви по условию, читать порядок выполнения алгоритма и заполнять таблицу трассировки.
- Развивать логическое и алгоритмическое мышление, умение объяснять выбор ветви и находить ошибку в рассуждении.
- Воспитывать ответственное отношение к точности алгоритмов и понимание роли ветвления в работе автоматических устройств и будущих профессиях.
Планируемые результаты
Личностные
- Проявляют интерес к способам управления автоматическими устройствами через условия и команды.
- Осознают значение точности формулировок для безопасной и надёжной работы алгоритма.
- Проявляют готовность самостоятельно выбирать уровень сложности задания и отвечать за результат.
- Связывают изучаемую тему с профессиями программиста, инженера, робототехника и разработчика автоматизированных систем.
Метапредметные
- Читают и преобразуют информацию из блок-схемы в словесное описание алгоритма.
- Сравнивают простое и вложенное ветвление, выделяют условие, ветви и действия.
- Планируют последовательность решения, выполняют самопроверку по таблице трассировки.
- Аргументированно объясняют выбор ветви и взаимодействуют в паре при анализе схемы.
Предметные
- Знать назначение условия, блока проверки условия и команд, выполняемых по ветвям «да» и «нет».
- Уметь распознавать элементы ветвления на блок-схеме и соотносить термины с изображениями.
- Уметь определять результат выполнения простой и вложенной структуры по заданным значениям.
- Владеть способом трассировки алгоритма и уметь соединять ситуацию, условие и соответствующее действие.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Определяют личный смысл изучения ветвления для понимания работы цифровых устройств.
- Осознают необходимость проверять алгоритм до его запуска, чтобы предупреждать ошибки.
- Проявляют самостоятельность при выборе задания базового или повышенного уровня.
- Оценивают собственную уверенность в чтении блок-схем и планируют дальнейшее улучшение результата.
Регулятивные УУД
- Формулируют цель урока и составляют план чтения блок-схемы.
- Пошагово выполняют трассировку, фиксируя проверку условия и выбранную ветвь.
- Сверяют решение с эталоном, находят и исправляют ошибку.
- Оценивают достижение цели по количеству правильно выполненных заданий рабочего листа.
Познавательные УУД
- Выделяют условие, истинную и ложную ветви, команды и результат алгоритма.
- Классифицируют ситуации по типу ветвления и устанавливают причинно-следственные связи.
- Моделируют поведение устройства в виде словесной схемы и таблицы трассировки.
- Анализируют вложенную структуру и определяют последовательность проверок.
Коммуникативные УУД
- Задают уточняющие вопросы о смысле условия и действия каждой ветви.
- Обсуждают решение в паре, приводят аргументы и корректно относятся к иной версии.
- Распределяют роли при совместной проверке схемы: читатель условия, трассировщик, проверяющий.
- Формулируют краткое устное объяснение алгоритма для одноклассников.
Подготовка учителя к уроку
- Распечатать рабочий лист «Алгоритмическая структура „Ветвление“» по одному экземпляру на каждого ученика и подготовить 3 дополнительных экземпляра для работы в парах.
- Подготовить карточки с терминами «условие», «ветвь», «истинность», «ложность», «простое ветвление», «вложенное ветвление» — по одному набору на группу из четырёх человек.
- Вывести на экран две блок-схемы: простую с условием влажности почвы и вложенную с условиями включения устройства и уровня заряда.
- Записать на доске памятку: «1. Прочитай условие. 2. Определи, истинно ли оно. 3. Выбери ветвь. 4. Выполни действие. 5. Перейди к следующей проверке».
- Подготовить цветные маркеры: зелёный для ветви «да», красный для ветви «нет», стикеры для рефлексии.
- Подготовить таймер на 2–4 минуты для этапов работы с заданиями и самопроверки.
- Подготовить карточки трёх уровней: базовые задания на простое ветвление, задания на трассировку и повышенные задания на вложенное ветвление.
- Оборудование: компьютер, проектор или интерактивная доска, доска, маркеры, рабочие листы, карточки для групповой работы.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и мотивация (3 мин)
Цель этапа: включить учеников в деятельность и показать практическую необходимость ветвления.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель приветствует класс и показывает на экране изображение автоматической системы полива: «Представьте, что контроллер должен решить, включать ли насос. Он не может просто всегда включать воду. Сначала ему нужно получить ответ на вопрос: влажность почвы ниже нормы? Посмотрите на экран и предположите, какие два решения возможны». | Рассматривают изображение, предлагают варианты: «Включить полив» и «Оставить полив выключенным». Формулируют, что решение зависит от условия. |
2 мин | Учитель вводит приём «Проблемный вопрос»: «Как записать такой выбор, чтобы устройство каждый раз действовало правильно? Сегодня мы будем читать и строить алгоритмы, в которых дальнейшее действие зависит от ответа „да“ или „нет“. Вы можете выбрать роль аналитика схемы или проверяющего трассировку». | Выбирают рабочую роль, записывают тему урока и формулируют предварительную цель: «Научиться определять ветвь алгоритма по условию». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Устройство должно не угадывать, а проверять условие и выбирать действие. Сейчас выясним, какие элементы нужны для такого алгоритма и как они обозначаются на схеме».
Этап 2. Актуализация знаний и выявление затруднения (6 мин)
Цель этапа: актуализировать представления об алгоритме, команде и блок-схеме, зафиксировать затруднение при выборе действия.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель показывает последовательность: «Сначала открыть датчик, затем считать значение, затем выполнить действие». Спрашивает: «Что такое алгоритм? Что такое команда? Чем блок-схема удобна при описании работы устройства?» | Отвечают: «Алгоритм — последовательность действий для решения задачи», «Команда — указание исполнителю», «Блок-схема показывает порядок действий с помощью графических блоков». |
2 мин | Учитель демонстрирует два утверждения: «Если температура ниже 18 градусов, включить обогреватель» и «Включить обогреватель». «Какое утверждение содержит вопрос, а какое — действие? Почему одной команды недостаточно для автоматического выбора?» | Разделяют карточки на «условия» и «действия», объясняют: «Условие проверяют, действие выполняют». |
2 мин | Учитель предлагает мини-задание «Подумай — обсуди в паре — поделись»: «Если заряд устройства ниже 20 %, включить энергосбережение, иначе продолжить обычную работу. Назовите вопрос, действие при „да“ и действие при „нет“». | 30 секунд думают индивидуально, минуту обсуждают в паре, затем сообщают: «Вопрос — заряд ниже 20 %? При да — включить энергосбережение, при нет — продолжить обычную работу». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы различили вопрос-условие и действие. Затруднение возникает тогда, когда нужно точно определить, по какой ветви пойдёт алгоритм. Сформулируем способ, который поможет решить все задания рабочего листа».
Этап 3. Постановка проблемы и целеполагание (4 мин)
Цель этапа: сформулировать учебную задачу и критерии успешного чтения ветвления.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель показывает на доске незаполненную схему: ромб с вопросом и две стрелки. «Перед нами заготовка ветвления. Что нужно подписать, чтобы схема стала понятной исполнителю? Какие ошибки могут привести к неправильному действию?» | Называют элементы: условие, ветвь «да», ветвь «нет», команды. Предполагают ошибки: перепутать ветви или выполнить действие без проверки. |
2 мин | Учитель фиксирует алгоритм чтения: «Сначала найдите ромб и прочитайте условие. Затем установите, истинно оно или ложно. После этого двигайтесь по ветви „да“ или „нет“ и запишите действие. Для вложенной схемы повторите эти шаги внутри выбранной ветви». | Записывают памятку в тетрадь, формулируют цель: «Научиться читать простые и вложенные ветвления и выполнять их трассировку». |
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «План решения у нас есть: термин — схема — условие — ветвь — действие — результат. Теперь применим его к основным элементам ветвления».
Этап 4. Открытие нового знания (9 мин)
Цель этапа: сформировать понятия простой, полной и вложенной структуры «ветвление» через анализ схем рабочего листа.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель раздаёт карточки с терминами и показывает на экране простую схему: ромб «Влажность почвы ниже нормы?», ветвь «да» ведёт к команде «включить полив», ветвь «нет» — к команде «оставить полив выключенным». «Найдите условие, начало ветвей и действия. Какой ответ направляет алгоритм к поливу?» | В парах соотносят термины с элементами схемы, отмечают зелёным ветвь «да», красным — ветвь «нет», отвечают: «При истинном условии включается полив». |
3 мин | Учитель объясняет: «В простой форме одна ветвь содержит действие, а вторая может завершаться или вести дальше. В полной форме предусмотрены действия и при истинном, и при ложном условии. Ромб обозначает проверку, прямоугольник — команду. Важно не путать вопрос и действие». | Заполняют в рабочем листе задание №1, затем выполняют задание №2: соединяют термины с изображениями блоков. Сверяют ответы с парой. |
3 мин | Учитель показывает схему вложенного ветвления: «Устройство включено? Если нет — выключить устройство. Если да — проверить: уровень заряда высокий? При высоком заряде продолжить работу, при низком — включить экономичный режим. Вложенное ветвление — это проверка внутри уже выбранной ветви». | По схеме называют последовательность проверок, формулируют три ситуации: «включено и заряд высокий», «включено и заряд низкий», «выключено». Делают краткую запись в тетради. |
Запись в тетрадях
Ветвление — алгоритмическая структура, в которой дальнейшие действия выбираются в зависимости от истинности условия. Условие имеет ответы «да» или «нет». При вложенном ветвлении одна проверка находится внутри ветви другой проверки. Алгоритм чтения: прочитать условие → определить истинность → выбрать ветвь → выполнить команду → перейти к следующему блоку.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Теперь мы знаем, что ромб задаёт вопрос, а прямоугольники содержат действия. Простая схема требует одной проверки, вложенная — последовательного чтения нескольких условий. Проверим это на конкретной ситуации из рабочего листа».
Этап 5. Первичное закрепление: простое ветвление (8 мин)
Цель этапа: научить определять обе ветви, читать порядок выполнения и объяснять результат работы алгоритма.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель обращается к классу: «Выполним задание №4. Условие алгоритма: влажность почвы ниже нормы? Если да — включить полив, иначе — оставить полив выключенным. Сначала назовите вопрос, затем действие каждой ветви. Не перескакивайте сразу к ответу». | Записывают условие и две ветви: «да — включить полив; нет — оставить полив выключенным». Обводят в схеме ромб и две стрелки. |
3 мин | Учитель разбирает пример задания №5: «Температура равна 12 °C. Условие: температура ниже 18 °C? Сравните 12 и 18, назовите ответ, перейдите по ветви и укажите команду. Теперь повторим для 21 °C». | Заполняют две строки таблицы трассировки: при 12 °C условие истинно, выполняется команда «включить обогрев»; при 21 °C условие ложно, выполняется команда «не включать обогрев». |
2 мин | Учитель предлагает взаимопроверку по приёму «Две звезды и пожелание»: «Проверьте, записан ли вопрос, не перепутаны ли ветви и указан ли результат. Напишите соседу две сильные стороны и один совет». | Обмениваются рабочими листами, проверяют задания №3–5 по трём критериям, формулируют замечание: «В условии нужно указать знак сравнения» или «Ветви подписаны правильно». |
Эталон решения
Для температуры 12 °C: 1) условие $12<18$; 2) условие истинно; 3) выбирается ветвь «да»; 4) выполняется команда «включить обогрев». Для температуры 21 °C: 1) условие $21<18$; 2) условие ложно; 3) выбирается ветвь «нет»; 4) выполняется команда «не включать обогрев».
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы не просто назвали ответ, а проследили путь по схеме: значение — проверка — ветвь — команда. Следующий шаг — выполнить аналогичные задания самостоятельно и проверить, насколько точно вы применяете этот алгоритм».
Этап 6. Самостоятельная работа с самопроверкой: простое и вложенное ветвление (10 мин)
Цель этапа: самостоятельно применить алгоритм чтения схемы и трассировки к заданиям рабочего листа разного уровня сложности.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
5 мин | Учитель предлагает обязательный минимум: «Выполните задания №6 и №7. В №6 соедините каждое условие с действием при его истинности. В №7 прочитайте схему сверху вниз и ответьте, какая команда выполняется при каждом варианте ответа. Работайте индивидуально; вопросы сначала отмечайте знаком „?“». | Индивидуально соединяют условия и действия, по схеме определяют порядок выполнения, записывают ответы полными фразами. |
3 мин | Учитель предлагает выбор: «Кто завершил базовые задания, выбирает №8 или №9. В №8 разберите три ситуации вложенного ветвления. В №9 заполните трассировочную таблицу: сначала определите, включено ли устройство, затем — высокий ли уровень заряда». | Выбирают задание, выполняют трассировку. Например: «включено и заряд высокий — продолжить работу; включено и заряд низкий — включить экономичный режим; выключено — выключить устройство». |
2 мин | Учитель выводит на экран эталонную последовательность стрелок и проводит самопроверку: «Поставьте плюс за верное условие, плюс за выбранную ветвь и плюс за конечное действие. Если есть ошибка, зачеркните только неверный шаг и исправьте его рядом». | Сверяют решения, подсчитывают правильные шаги, исправляют ошибки, отмечают цветом место затруднения. |
Эталон решения
Для вложенной схемы: если устройство выключено, первая проверка даёт ответ «нет», поэтому выполняется команда «выключить устройство». Если устройство включено, переходят ко второй проверке. При высоком заряде выполняется команда «продолжить работу», при низком заряде — «включить экономичный режим». Порядок нельзя менять: вторая проверка выполняется только после ответа «да» на первую.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Самопроверка показала, где именно возникает ошибка: в сравнении, выборе стрелки или чтении вложенной проверки. Осталось связать схемы с реальными ситуациями и сформулировать общий вывод».
Этап 7. Включение в систему знаний, рефлексия и домашнее задание (5 мин)
Цель этапа: обобщить способы применения ветвления, оценить достижение цели и определить дальнейшую практику.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель организует приём «Снежный ком»: «Сначала каждый выберите подходящую схему для одной ситуации из задания №10. Затем обсудите выбор в паре и сформулируйте объяснение по схеме: „Если ..., то ..., иначе ...“». | Индивидуально выбирают схему, обсуждают с партнёром, формулируют объяснение: «Если дверь закрыта, включить сигнал, иначе разрешить проход». |
2 мин | Учитель раздаёт стикеры и задаёт вопросы: «Что является условием? Как понять, по какой ветви идти? Чем вложенное ветвление отличается от простого? Где вы допустили ошибку и как её исправили?» | Записывают на стикере один освоенный способ и один вопрос, прикрепляют к доске в зоны «могу», «нужна тренировка», «нужна помощь». |
1 мин | Учитель сообщает домашнее задание и контрольные вопросы: «Перед выходом ответьте устно: что обозначает ромб? Что происходит при ложном условии? Почему во вложенной схеме нельзя сразу переходить ко второй проверке?» | Отвечают: «Ромб обозначает условие», «При ложном условии выбирается ветвь „нет“», «Вторая проверка выполняется только внутри выбранной первой ветви». Записывают домашнее задание. |
Критерии оценивания практической работы
- «5» — правильно выполнены не менее 9 из 10 заданий рабочего листа, без ошибок определены ветви в простой и вложенной схемах, таблица трассировки заполнена полностью и объяснение содержит последовательность «условие — ветвь — действие».
- «4» — правильно выполнены 7–8 заданий, допущена не более одной ошибки в выборе ветви или трассировке, основные термины и элементы схемы определены верно.
- «3» — правильно выполнены 5–6 заданий, ученик различает условие и действие, но нуждается в подсказке при чтении вложенной схемы или заполнении таблицы трассировки.
- Ниже базового уровня — требуется повторно разобрать памятку и выполнить одну тренировочную схему с учителем или в паре.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Что в блок-схеме показывает, какой вопрос нужно проверить? | Проверка понимания роли ромба и условия. |
Как вы определяете, по какой ветви пойдёт алгоритм? | Выявление владения последовательностью «значение — истинность — ветвь». |
Какое место оказалось самым сложным: условие, выбор ветви или трассировка? | Выявление точек затруднения для последующей коррекции. |
Чем вложенное ветвление отличается от простого? | Проверка осознания иерархии условий и порядка выполнения. |
Завершающее слово учителя
«Сегодня вы научились читать ветвление как последовательность точных решений: сначала проверяется условие, затем выбирается одна ветвь и выполняется соответствующая команда. Типичная ошибка — перепутать истинность условия с названием действия или сразу перейти к внутренней проверке вложенной схемы. Используйте памятку при самостоятельной трассировке, и алгоритм станет понятным даже для сложных устройств. На следующем уроке мы применим ветвление при составлении собственных алгоритмов и программных решений».
Домашнее задание
Уровень | Что задать | Зачем |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Выполнить 4 задания на распознавание условия, ветвей и действий в простых блок-схемах; для двух схем записать ответы в форме «если ..., то ..., иначе ...». | Закрепляет термины и проверяет, не перепутаны ли условие, ветвь и команда. |
Средний (повышающий) | Выполнить 3 задачи на трассировку: заполнить таблицы для разных значений температуры, влажности или заряда устройства и указать конечную команду. | Формирует навык пошагового выбора ветви и самопроверки результата. |
Продвинутый (дополнительный) | Разработать собственную блок-схему вложенного ветвления для автоматического устройства, например системы освещения, полива или зарядки; предусмотреть не менее двух условий и описать три возможных результата. | Развивает умение создавать алгоритм, моделировать реальные ситуации и объяснять логику его работы. |
Контрольные вопросы перед выходом: «Что обозначает ромб в блок-схеме? Как определить действие при истинном условии? Что выполняется при ложном условии? Как читать вложенное ветвление по шагам?»
