Урок з інформатики на тему: Одновимірні масиви. Поняття та застосування. Мета:

Урок з інформатики на тему:

Одновимірні масиви. Поняття та застосування.

Мета:

Навчальна:

Ознайомлення учнів із поняттям та особливостями одновимірних масивів у мові програмування Python.

Навчити учнів створювати, ініціалізувати та працювати з одновимірними масивами.

Розвивання навичок написання ефективного та читабельного коду.

Розвиваюча:

Розвиток логічного мислення та алгоритмічних навичок при вирішенні завдань на роботу з масивами.

Вдосконалення навичок використання мови Python для розв'язання конкретних завдань.

Виховна:

Сприяння розвитку командної роботи через взаємодію при вирішенні завдань.

Закріплення цінностей відповідальності та організації у виконанні завдань.

Підтримка інтересу до програмування як інструмента для вирішення різноманітних завдань.

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Обладнання та наочність: комп’ютери, підручники, презентація, проектор.

Програмне забезпечення: Python.

ХІД УРОКУ

І. Організаційний етап

• Привітання з класом

Доброго дня, діти.

• Повідомлення теми і мети уроку

На цьому уроці ми ознайомимось із поняттям, реалізацією та застосуванням масивів у мові Python. 

Не забувайте про правила поведінки на уроці (Слайд2).

ІІ. Мотивація навчальної діяльності

ІІІ. Актуалізація опорних знань (Слайд 3)

1.                   Як створити прямокутник у модулі Tkinter?
2.                   За допомогою якого модуля можна запрограмувати випадкову появу того чи іншого об’єкту?
3.                   Для чого призначений оператор global?
4.                   Що таке атрибути класу?
5.                   Що означає параметр self у заголовку методу?
6.                   Скільки екземплярів можна створити на основі класу?

IV. Вивчення нового матеріалу

Слайд 4. Для розв’язування математичних та інших задач у кожній мові програмування досить часто використовують масиви. У мові Python вони досить подібні до вбудованого в мову структурованого типу «списки», але з обмеженням на тип даних і розмір кожного елемента.

Масив — це структурований тип даних, усі елементи якого мають лише один тип, наприклад int, char та ін.

Слайд 5. Структура масиву може бути одновимірною (лінійною), двовимірною (табличною) та багатовимірною. Доступ до елементів масиву отримується відповідно за одним або кількома індексами. У мові Python масиви визначено в модулі array, який містить величезну кількість методів і функцій їх опрацювання. Таким чином користувачу не потрібно розробляти масиви, слід просто знати, як їх використовувати. Далі розглянемо та опишемо класичні засоби опрацювання масивів.

Слайд 6. Одновимірний масив — це нумерована послідовність однотипних елементів. Такий масив можна уявити, наприклад, як таблицю, що містить один рядок або стовпець. Він є динамічним — ви можете змінювати його довжину, додавати або видаляти елементи й  ін.

Слайд 7. Загальну структуру одновимірного масиву можна позначити так: x[0], x[1], x[2], …, x[n-1]. У квадратних дужках зазначено індекси (номери позицій) елементів у масиві. Індексами елементів масивів можуть бути дані будь-якого типу, у тому числі вирази, але найчастіше ними є цілі числа. Будь-якому елементу масиву можна надати нове значення за допомогою оператора присвоювання, наприклад, mas[4]=6 — п’ятому елементу одновимірного масиву mas присвоєно значення 6 (це можливо лише у випадку, коли елемент із цим індексом уже існував, інакше — помилка).

Слайд 8. Створити масив у мові Python можна різними способами, наприклад, можна вводити значення елементів із клавіатури, обчислювати значення за певною формулою та присвоювати їх елементам масиву й ін. Розглянемо створення, введення та виведення елементів у масивах на прикладах.

Приклад 1.

Найпростішим способом створення масиву є перелічення у квадратних дужках значень його елементів праворуч від оператора присвоювання. Наприклад, у результаті виконання оператора a = [5, 9, 3, 12] елементи масиву з іменем а набудуть таких значень: a[0]=5, a[1]=9, a[2]=3, a[3]=12. Зверніть увагу, що нумерація елементів у масивах мови Python починається з нуля.

Слайд 9. На слайді наведено програмний код створення масиву, елементами якого є рядки.

Елементи масиву за допомогою оператора циклу виводяться на екран.

Слайд 10. На слайді зображено програмний код, у якому циклічно обчислюються значення виразу, кожне з яких присвоюється елементу масиву. Після створення масиву елементи виводяться на екран.

Слайд 11. На слайді зображено програмний код, у якому масив створюється шляхом уведення значень його елементів із клавіатури. Після введення масиву обчислюється загальна сума й середнє значення елементів масиву.

Слайд 12. Над елементами одновимірних масивів можуть виконуватись такі операції.

Оператори й функції для роботи зі масивами:

len(s) — довжина послідовності s;

s[j] — повертає значення j-го елемента списку s або (len(s)+j)-й при j < 0;

s[j]= x — надання елементу з номером j списку s значення x;

s[i:j:d] — зріз зі масиву s від елементів i-го до j-го з кроком d;

min(s) — найменший елемент s;

max(s) — найбільший елемент s;

s + t — результат «дописуванням» до списку s списку t;

s*n або n*s — результат n-кратного повторення списку s. При n ≤ 0 — порожня послідовність.

Слайд 13. Методи, які використовують при роботі з масивами:

append(x) — додає елемент зі значенням x в кінець послідовності;

clear — очищує масив;

copy — створює копію масиву;

count(x) — повертає кількість елементів зі значенням x;

extend(s) — розширює масив, додаючи до кінця поточного списку список s;

index(x[,j0[,j1]]) — повертає найменший iндекс елемента зі значенням x [для номерів елементів від j0 [до j1]]. Породжує виключення ValueError, якщо елемента з таким значенням не знайдено;

insert(j,x) — вставляє на місце з номером j елемент зі значенням x;

pop(j) — повертає значення елемента з номером j, видаляючи його з послідовності;

remove(x) — вилучає елемент з найменшим iндексом серед тих, що мають значення x. Породжує виключення ValueError, якщо елемента з таким значенням не знайдено;

reverse() — змінює порядок елементів на зворотний;

sort([f]) — упорядковує елементи з можливістю використання власної функції порівняння f;

Слайд 14. Способи виведення елементів списку

Вказівка print(a) виводить елементи масиву a у квадратних дужках через кому.

Цикл for можна організувати двома способами:

змінюючи індекс j, виводити елемент масиву з індексом j.

for i in range(len(A)):

    print(A[i], end = ' ')

(тут і далі запис end = ' ' означає вставлення пробілу);

змінюючи не індекс елемента масиву, а його значення.

for elem in A:

    print(elem, end = ' ')

V. Фізкультхвилинка.

Цікаво знати (слайд 15)

VІ. Усвідомлення набутих знань та формування вмінь і навичок

Практичне завдання (Слайд 16)

Увага! Під час роботи з комп’ютером дотримуйтеся правил безпеки та санітарно-гігієнічних норм.

Завдання 1. Створіть масив, елементами якого є 10 випадкових чисел у діапазоні від 4 до 10. Виведіть масив на екран.

Алгоритм роботи

1.                   Запустіть середовище програмування.
2.                   Імпортуйте модуль random.
3.                   Створіть порожній масив:

Array = []

4.                   За допомогою циклу for заповніть масив випадковими числами:

for i in range(10):

 a = random.randint(4, 10)

 Array.append(a)

5.                   Виведіть масив на екран:

print("Масив:", Array)

6.                   Збережіть роботу у своїй папці із іменем Завдання 1.
7.                   Запустіть програму та переконайтесь що вона працює правильно.
8.                   Результат роботи продемонструйте вчителю.

Завдання 2. Створіть масив, елементами якого є 5 перших членів арифметичної прогресії. Перший член 3, а різниця 4. Виведіть масив на екран.

Завдання 3. За допомогою модуля tkinter створіть двовимірний масив з кольорових клітинок із випадковими цифрами.

Алгоритм роботи

1.                   Запустіть середовище програмування.
2.                   Імпортуйте наступні модулі:

from random import randrange as rnd, choice

from tkinter import *

3.                   Створіть вікно та полотно розміром 800*600, білого кольору. Розташуйте полотно:

root = Tk()

root.geometry('800x600')

canv = Canvas(root, bg = 'white')

canv.pack(fill = BOTH, expand = 1)

4.                   Створіть шість змінних розмір комірок 34, розмір поля навколо комірки 2, кількість стовпців 8, кількість рядків 6, відступ від лівого та верхнього краю:

m = 34

d = 2

nr = 6

nc = 8

= m // 2

= m // 2

5.                   Створіть список кольорів:

6.                   Створіть клас cell() з конструктором при створенні вкажіть номер рядка та стовпця в якому буде розміщена цифра та вибирати випадковий колір із списку t:

class cell():

def __init__(self, r, c):

self.n = rnd(10)

self.r = r

self.c = c

self.color = choice(colors)

self.id = canv.create_rectangle(-100,0,-100,0,fill = self.color)

self.id_text = canv.create_text(-100,0, text = self.n, font = "Arial " + str(m//2))

self.paint()

7.                   До класу cell() додайте метод paint(self) в якому розрахуйте координати масиву і розмістіть текст в центрі комірок:

def paint(self):

= + self.c * m + d

= + self.r * m + d

= + m - 2*d

= + m - 2*d

canv.coords(self.id,x1,y1,x2,y2)

canv.itemconfig(self.id,fill = self.color)

x = ( + ) / 2

y = ( + ) / 2

canv.coords(self.id_text,x,y)

canv.itemconfig(self.id_text, text = self.n)

8.                   Створіть порожній список:

a = []

9.                   За допомогою циклу for опрацьовуємо масив:

for r in range(nr):

a.append([])

for c in range(nc):

a[r].append(cell(r,c))

10.               Завершіть роботу з вікном.
11.               Збережіть роботу у своїй папці із іменем Завдання 3.
12.               Запустіть програму та переконайтесь що вона працює правильно.
13.               Результат роботи продемонструйте вчителю.

VIІ. Підведення підсумків уроку

• Бесіда за питаннями. Рефлексія (Слайд 21)

1.                   Що називають масивом?
2.                   Які існують структури масивів?
3.                   Яку структуру має одновимірний масив?
4.                   Як можна звернутися до окремого елемента масиву?
5.                   Як нумеруються рядки і стовпці двовимірного масиву у мові Python?
6.                   Як здійснюється звернення до елементів двовимірного масиву?
7.                   Назвіть методи роботи зі масивами.
8.                   Назвіть способи виведення елементів масиву.
9.                   Чи вдалося вам впоратися із практичною роботою?
10.               Чи виникали у вас труднощі при виконанні завдання?

VIІ. Домашнє завдання

Опрацювати конспект.