Конспект 6 клас Урок №27 "Розв'язування задач за допомогою вкладених циклів"

Мета роботи:

формувати предметні компетентності: уміння пояснювати сутність методу перебору; уміння застосувати вкладення циклів для розв’язування задач перебору; уміння виконувати алгоритми з вкладеними повтореннями; складати, налагоджувати, тестувати програми з повтореннями;

розвивати ключові компетентності:

— математична компетентність (уміння записувати умову задачі у вигляді рівняння з двома невідомими);

— компетентності в галузі природничих наук, техніки й технологій (уміння спостерігати циклічні процеси, встановлювати причинно-наслідкові зв’язки);

— інформаційно-комунікаційна компетентність (уміння подавати алгоритми в певному формальному вигляді та виконувати їх; використовувати в алгоритмах алгоритмічну структуру повторення);

— навчання впродовж життя (розвиток алгоритмічного мислення: вміння визначати послідовність дій, які необхідно виконати для розв’язання певної задачі; обирати оптимальний алгоритм розв’язання задачі);

Очікувані результати: учні повинні уміти складати, налагоджувати, тестувати програми з повтореннями.

Основні поняття: метод перебору, умова виконання циклу, тіло циклу.

Обладнання: підручник, комп’ютер зі встановленим середовищем програмування Python.

Тип уроку: комбінований.

Структура уроку

І. Організаційний етап

ІІ. Актуалізація опорних знань

ІІІ. Мотивація

ІV. Сприйняття та усвідомлення нового матеріалу

V. Засвоєння нових знань, формування вмінь.

VI. Підбиття підсумків уроку.

VІІ. Оцінювання роботи учнів.

VІІІ. Домашнє завдання

Хід уроку

І. Організаційний етап

ІІ. Актуалізація опорних знань

Фронтальне обговорення понять: синтаксис і семантика операторів циклу, правило вкладення циклів.

ІІІ. Мотивація

Слово вчителя. Скільки в клітці фазанів і кролів, якщо всього в ній 35 голів і 94 ноги? Запропонуйте способи розв’язування цієї задачі. На уроці ми ознайомимось з методом підбору можливих розв’язків.

ІV. Сприйняття та усвідомлення нового матеріалу

1. Вкладені алгоритмічні структури розгалуження

Оператори розгалуження

Для реалізації розгалуження є умовні оператори if і if...else.

Неповна форма розгалуження

іf <умова> :

<оператор>

Повна форма розгалуження

if <умова> :

<оператор 1>

else: <оператор 2>

Умова — це логічний вираз, значенням якого є True (Істина) або False (Хибність).

Проста умова утворюється за допомогою операцій відношення, складена умова — з кількох простих умов за допомогою логічних операцій AND (логічне І), OR (логічне АБО), NOT (логічне заперечення).

Вкладені розгалуження 

Якщо після перевірки деякої умови виникає потреба знову робити вибір, застосовують вкладені розгалуження: в умовному операторі іf по гілці Так або гілці Ні знову використовують оператор іf.

Множинне розгалуження

Якщо залежно від значення тієї чи іншої змінної може виконуватися одна з трьох (або більше) гілок програми, код стає громіздким і вкладати оператори if незручно. Для таких випадків у Python є структура множинного розгалуження, яка реалізується оператором elif (скорочення від else if — «ще якщо»). У гілці elif обов’язково повинен бути логічний вираз, як у заголовку if. У кінці, після всіх elif, може використовуватися одна гілка else для обробки випадків, які не відповідають умовам гілки if і всіх elif.

Інструкція if-elif-else припиняє перегляд наступних гілок, як тільки логічний вираз у поточній гілці буде True. Так, якщо вираз при if (перша гілка) буде True, то після виведення рядка 'Монстрів немає. Шлях вільний!' виконання програми завершиться.

Таким чином, використання вкладених розгалужень допоможе запрограмувати вибір із великої кількості варіантів.

2. Вкладені алгоритмічні структури повторення

Цикл for

Якщо відома кількість повторень, зручно використовувати цикл for.

Синтаксис циклу for:

for х in range(start, stop, step):

      <тіло циклу>    

обов’язковий відступ від лівого краю Змінна х є параметром (лічильником) циклу. Вбудована функція range визначає, скільки разів буде повторено виконання операторів тіла циклу. Ключове слово in наказує Python по черзі надати змінній x всі значення в діапазоні від start до stop–1 із кроком step. Оператори тіла циклу записують із відступом.

Цикл while

Цикл while (поки) буде повторюватися, поки виконується задана умова — її називають умовою циклу. Вона набуває значення True або False.

Синтаксис оператора:

whіle <умова>:

<тіло циклу>

Тут <умова> — логічний вираз, що є умовою виконання циклу; якщо умова істинна, то виконуються оператори тіла циклу й керування повертається на перевірку умови. Якщо умова хибна, то виконується оператор, який є наступним після оператора while.

Якщо введено правильний пароль, то виконується оператор print(), який знаходиться після циклу while. Якщо введено неправильний пароль, текст підтвердження не з’явиться, оскільки цикл продовжує роботу. Такий цикл може призвести до зациклювання. Щоб цього не сталося, треба виконавцю надати певну кількість спроб (наприклад,  3) і припинити роботу циклу.

Вкладені цикли

Цикл називають вкладеним, якщо він міститься в тілі іншого циклу (його також називають внутрішнім), а цикл, у якому він міститься, — зовнішнім.

Вкладені цикли організовані таким чином: внутрішній цикл повністю вміщується в тілі зовнішнього циклу (рис. 21.5). Тут А — зовнішній цикл, В — внутрішній.

Як внутрішній, так і зовнішній цикли можуть бути циклами з параметром або з умовою.

Порядок виконання вкладених циклів:

При першій ітерації (повторенні) зовнішнього циклу викликається внутрішній, який виконується до свого завершення.

Після цього керування передається в тіло зовнішнього циклу.

При другій ітерації зовнішнього циклу знову викликається внутрішній. І так триватиме доти, поки не завершиться зовнішній цикл.

Параметрами вкладених циклів for мають бути різні змінні.

3. Розв’язування задач за допомогою вкладених циклів

На уроках математики корінь рівняння 3x + 4 = 15 знаходять у такий спосіб: x = (16 – 4)/3 . Існує й інший спосіб пошуку невідомої величини — метод перебору значень, який часто використовується в програмуванні. Наприклад, його використовують, якщо потрібно знайти цілий корінь деякого складного рівняння.

При цьому перебираються можливі цілі значення x із обмеженого діапазону і підставляються в рівняння. Відповіддю є таке значення x, при якому рівняння перетворюється на рівність.

Розглянемо, як застосовується метод перебору значень.

Якщо потрібно знайти дві або більше невідомі величини методом перебору, використовується вкладення циклів.

У коді цикл із параметром с є тілом циклу з параметром b. А він, у свою чергу, є тілом циклу з параметром a.

V. Засвоєння нових знань, формування вмінь.

VI. Підбиття підсумків уроку.

VІІ. Оцінювання роботи учнів.

VІІІ. Домашнє завдання:Підручник § 20-22