Відкритий урок з інформатики "Типи алгоритмів"

Тема уроку: Типи алгоритмів.

Мета уроку: ознайомити з типами алгоритмів; пояснити сутність алгоритмічних структур; навчити визначати тип алгоритму для розв’язування поставленої задачі; розглянути способи створення проектів у середовищі Скретч; з’ясувати, які команди використовують у програмі в середовищі Скретч;

розвивати пізнавальну активність учнів, уважність, пам’ять, мовлення, логічне мислення, навички самостійної роботи з підручником, за комп’ютером; навички роботи в групі;

виховувати інформаційну культуру учнів, самостійність та відповідальність, працелюбність, акуратність у роботі.

Тип уроку: комбінований.

Наочність та обладнання: дошка, комп’ютери з підключенням до мережі Інтернет, підручники, навчальна презентація, сигнальні картки.

Хід уроку

 Єдиний шлях, що веде до знань  ̶  діяльність.

Бернард Шоу

І. Організаційний етап

•                  привітання;
•                  перевірка присутніх;
•                  перевірка готовності учнів до уроку.

IІ. Відтворення і коригування опорних знань

Метод «Тест так – ні»

(Учні використовують сигнальні картки зеленого та червоного кольорів: зелена картка – «так», червона картка – «ні». Учитель формулює твердження, а учні погоджуються або ні, сигналізуючи карткою. Цей метод дає швидкий зворотній зв’язок, учитель може побачити прогалини у знаннях учнів, визначити, скільки учнів засвоїли або не засвоїли певні питання).

1.                Команда — це повідомлення, яке спонукає до виконання певної дії.
2.                Виконавець — це об'єкт, здатний виконувати задані йому команди.
3.                Команди виконавцям можуть подаватися лише звуковими сигналами.
4.                Система команд виконавця — це набір команд, які він може виконати.
5.                Алгоритм — це скінченна послідовність команд, виконання яких приводить до розв'язання поставленої задачі.
6.                Виконавець алгоритму — це об'єкт, здатний виконати команди алгоритму.
7.                Алгоритми можна подавати лише у словесній формі.
8.                Комп'ютерна програма — це спеціальна програма, яка дає змогу створювати і виконувати алгоритми для обраних виконавців з визначеною системою команд на комп’ютері.
9.                Середовище виконання алгоритму — це алгоритм опрацювання даних, записаний спеціальною мовою та призначений для виконання комп’ютером.
10.            Файли, які відкривають і створюють у середовищі Скретч, називають проектами.
11.            Виконавців алгоритму в середовищі Скретч ще називають скриптами.
12.            Програмний код, який описує сценарій події, що буде відбуватися з виконавцем, називають спрайтом.

IІІ. Мотивація навчальної діяльності

— Щодня ми з вами автоматично користуємося різноманітними інструкціями та правилами, навіть не замислюючись про них. Йдемо до школи — дотримуємося правил дорожнього руху, навчаємося в школі — виконуємо правила для учнів, купуємо продукти — слідуємо правилам здійснення покупки, готуємо їжу — користуємося рецептами приготування страв… Як ви вважаєте, чи було б можливим існування сучасної людини без правил та інструкцій?

IV. Повідомлення теми, мети, завдань уроку

Учитель пропонує учням ознайомитися з планом вивчення теми (слайд презентації). Потім просить учнів самостійно сформулювати мету уроку і за необхідності вносить корективи у відповіді.

План вивчення теми

1.                Які алгоритми можна реалізувати в середовищі Скретч?
2.                Як створити новий проект у середовищі Скретч?
3.                Які команди використовують у програмі в середовищі Скретч?

V. Сприймання й усвідомлення учнями нового матеріалу

Пояснення вчителя з елементами демонстрування презентації (використовуються можливості локальної мережі кабінету або проектор)

Які алгоритми можна реалізувати в середовищі Скретч?

У програмах, які складають у середовищі Скретч, усі команди можуть об'єднуватися по-різному, залежно від задачі, для розв'язування якої створюється програма. Для цього спочатку описують алгоритм, у якому можуть використовуватись алгоритмічні структури:

•                   слідування;
•                   повторення;
•                   розгалуження.

Робота в групах

Опрацювати презентацію (слайди 4-10) та пояснити сутність алгоритмічних структур:

•               слідування (І група);
•               повторення (ІІ група);
•               розгалуження (ІІІ група).

Виступи груп

І група

Якщо для розв'язування задачі потрібно виконати послідовні дії, коли кожна наступна дія розпочинається після завершення попередньої та виконується тільки один раз, то команди розміщуються послідовно, як вагончики за потягом. Це — алгоритмічна структура слідування. Слідування — це алгоритмічна структура, яка використовується для подання послідовного набору команд, що виконуються одна за одною. Алгоритми з використанням структури слідування називають лінійними.

ІІ група

Для розв'язування деяких задач потрібно повторяти одні й ті самі дії кілька разів. Наприклад, для того, щоб наповнити водою діжку місткістю 50 л, маючи десятилітрове відро, потрібно виконувати 5 разів одні й ті самі дії: набрати воду у відро, вилити воду в діжку. Отже, потрібно використати алгоритмічну структуру повторення. Повторення — алгоритмічна структура, яка використовується для подання багаторазового виконання набору команд. Алгоритм, у якому деякі команди повторюються, називають циклічним алгоритмом.

ІІІ група

Якщо задача має кілька варіантів розв'язку залежно від істинності деякої умови, то використовують алгоритм із розгалуженням. Розгалуження — алгоритмічна структура, що дає змогу виконавцеві алгоритму вибрати сценарій подальших дій залежно від істинності певної умови. Наприклад, якщо ти переходиш перехрестя, яке регулюється світлофором, то коли:

•                   вмикається зелене світло для пішохода — ти починаєш переходити дорогу;
•                   горить червоне світло для пішохода — ти очікуєш на тротуарі.

Пояснення вчителя

Як створити новий проект у середовищі Скретч?

Існує два способи створення проектів у середовищі Скретч:

•                   зміна існуючого проекту;
•                   створення нового.

Зміна існуючого проекту передбачає  зміну:

•                   зображення  виконавця;
•                   фону сцени (ти вже вмієш змінювати зображення виконавця чи фону сцени);
•                   програми в уже створеному проекті (а ось зміна створеної програми передбачає зміну команд, порядку їх запису у програмі або значень параметрів команд).

Наприклад, якщо в команді клацнути мишею на числі, ввести з клавіатури 30, то після запуску команди на виконання виконавець повернеться за годинниковою стрілкою на 30 градусів замість 15.

Щоб змінити порядок команд, їх спочатку «від'єднують» від сусідніх, а потім розташовують за встановленим порядком — просто перетягують мишею.

Щоб додати до програми нову команду, її переміщують з набору команд в область складання програми на вкладці Скрипти перетягуванням миші:

Обравши відповідні вказівки з контекстного меню, команду в області складання програми можна:

•                   дублювати;
•                   вилучити;
•                   отримати про неї довідку;
•                   додати до неї коментар — пояснення.

Дублювати можна також і групу команд. Слово дублювати означає — робити те саме вдруге. На відміну від дії копіювання, дія дублювання не переміщує скопійоване в буфер обміну.

Користувач середовища Скретч може самостійно створити проект, у ньому — програму та відповідних виконавців.

Створення нового проекту у середовищі Скретч:

•                   створити файл для нового проекту, вибравши команду Новий з меню Файл;
  •                   задати виконавців;
  •                   спланувати події, що відбуватимуться на сцені;
  •                   дібрати команди, які відповідатимуть запланованим подіям;

•                   перемістити обрані команди з блоків команд в область складання програми;
  •                   задати значення параметрів команд;
  •                   упорядкувати та об'єднати команди в один блок;
  •                   запустити проект на виконання, перевірити правильність отриманого результату;
  •                   за потреби внести зміни до програми.

У проекті в середовищі Скретч можна використати декілька виконавців. Додати нового виконавця можна двома способами:

•                   скористатись вказівкою Додати новий спрайт над списком об'єктів;
•                   продублювати існуючий об'єкт за допомогою вказівки контекстного меню або інструмента Дублювати, змінивши згодом за потреби його образ.

Дублюючи існуючий об'єкт разом з об'єктом буде продубльовано і програму, яку склали для нього. Складену програму для одного об'єкта можна перенести на доданий об'єкт. Для цього її перетягують на обраний об'єкт у списку об'єктів:

Які команди використовують у програмі в середовищі Скретч?

У навчальних середовищах виконання алгоритмів команди, з яких складають програму, часто об'єднують у групи й зображують у вигляді графічних елементів — цеглинок, які зручно вибирати та припасовувати, використовуючи пази:

Команди, які можна використати у програмі для виконання в середовищі Скретч, об'єднано в 10 груп (Рух, Вигляд, Звук, Олівець, Величини, Події, Керувати, Датчики, Оператори, Ваші блоки):

Розглянемо деякі з них.

Робота з підручником: таблиця 4.1. Команди та результати їх виконання (стор. 162-163).

Команди групи Рух використовують для створення подій переміщення виконавця по сцені. Так само, як у кінозалі можна знайти місце відповідно до купленого квитка, розташування виконавця визначається двома числами:

•                   X — позицією в рядку;
•                   Y — позицією у стовпці.

У центрі сцени: X = 0 й Y = 0:

Якщо виконавця перемістити по горизонталі від центра праворуч, то його позиція в рядку відповідатиме X = а, де а — кількість кроків праворуч. Аналогічно при русі: вгору від центра Y = а.

Якщо виконавця переміщувати у зворотному напрямку, то вираз позиції в рядку набуде вигляду X = -а, де а  — кількість кроків, a знак «-» вказує на напрямок руху — ліворуч. Аналогічно при русі: вниз від центра Y = -а.

Наприклад, команді відповідає подія на сцені: виконавець переміщується на 10 кроків уперед у тому напрямку, який вказано у властивостях виконавця. Число 10 — значення параметра команди, яке можна змінити при складанні програми.

Рухаючись по сцені, виконавець може залишати «слід» різного кольору й розміру — малювати. Команди малювання зібрані у групі Олівець:

Наприклад, за допомогою команди витирають усі малюнки, створені під час виконання однієї з команд малювання або їх сукупності.

Виконавець алгоритму в середовищі Скретч може також змінювати свій вигляд: колір і відображення. Так само, як зображають у коміксах, виконавець може «говорити» чи «думати». Такі команди зібрані у групі Вигляд. Наприклад, команда на сцені буде пов'язана з подією, зображеною на малюнку, яка триватиме дві секунди:

Команди, що забезпечують відтворення звуків і музики, містяться у групі Звук. Наприклад, виконання команди . Значення параметра цієї команди, яке, наприклад, дорівнює 1, задає ударний інструмент — малий барабан; параметр 0.25 — темп звучання.

Команди управління виконанням команд програми містяться у групі Керувати. Найчастіше серед цих команд обирають команду . Після натискання відповідної кнопки всі команди програми виконуватимуться автоматично. Деякі з них можуть тільки завершувати програму, бо після них не можна нічого приєднати, наприклад команда . Інші можна використати у програмі після початку та перед закінченням у будь-якому місці, наприклад команда .

VІ. Фізкультхвилинка

Хто здоровим хоче буть,

Про зарядку не забудь!

Станьте, дітки, станьте край,

Руки вбоки, руки вниз,

На сусіда подивись.

Очі мружим, затулили,

Враз долоньками закрили.

Туп ногою, туп другою,

Повторюйте всі за мною.

Щоби губки в нас не дулись,

Один одному всміхнулись.

VІI. Засвоєння нових знань, формування вмінь

Інтерактивні вправи 

Вправа 1. Гра.

Завдання. Відкрий файл Команди Рудого кота і пограй у гру: обирай команду за її поясненням. Якщо ти не помилишся, то виконавець Рудий кіт, подібно до виконавця в середовищі Скретч, виконає вказану команду. Ти отримаєш відзнаку та перейдеш на наступний рівень гри. Якщо ні – гра припиниться. Спробуй отримати 11 відзнак.

1.                Відкрий файл Команди Рудого кота, який збережено в папці:

D:\Навчання\5 клас\Урок 24\

2.                Натисни на одну із запропонованих на екрані команд. Переконайся, що твій вибір був правильним і ти можеш переходити на наступний рівень.

3.                Продовжуй гру до фіналу. Придумай, у якому проекті можна використати запропоновані команди.
4.                Заверши роботу.

Вправа 2. Алгоритм.

Завдання. Відтвори алгоритм створення нового проекту в середовищі Скретч за посиланням:

https://learningapps.org/view1146793

Вправа 3. Групи команд.

Завдання. Постав у відповідність назву групи команд та дії, які можна командами із цієї групи задати у проекті. Посилання: http://learningapps.org/watch?v=pn8s5d6dt01

Вправа 4. Істинні та хибні висловлювання.

Завдання. Розподіли запропоновані висловлювання на істинні та хибні. Посилання: http://learningapps.org/watch?v=py8us1ckn15

Робота за комп’ютером

1.                Повторення правил безпечної поведінки за комп’ютером.
2.                Інструктаж учителя.
3.                Практична робота за комп’ютерами.
4.                Вправи для очей.

Практичне завдання (стор. 165-166 підручника):

Варіант І

Задача 1. Надати Рудому коту команди, щоб він обійшов Сцену по прямокутнику зі сторонами 400 кроків і 300 кроків, привітався у правому верхньому і лівому нижньому кутах прямокутника протягом 4 с.

Варіант ІІ

Задача 2. Скласти програму для Рудого кота, щоб він намалював різними кольорами прямокутник зі сторонами 40 кроків і 45 кроків.

VІII. Домашнє завдання: § 4.1, завдання 13, 14* (стор. 169). Виконати творче завдання: написати сенкан на тему «Скретч».

ІX. Підсумки уроку

1.                Як створюються алгоритми?
2.                Які ви знаєте типи алгоритмів?
3.                Наведіть приклади лінійних алгоритмів.
4.                Наведіть приклади алгоритмів з повторенням.
5.                Наведіть приклади алгоритмів з розгалуженням.
6.                Які команди слід використати під час складання програми в середовищі Скретч, щоб її виконавець переміщувався по сцені вгору-вниз?

Рефлексія

Прийом «Поїзд вражень»

На дошці розташовується поїзд з вагончиками, які символізують етапи уроку. У дітей є по два смайлика (веселий і сумний). Кожен учень повинен розподілити їх по вагончиках, зазначивши, який етап уроку сподобався, а який ні.

X. Оцінювання роботи учнів