16. Методика обучения темы «Алгоритмы и исполнители».

В проекте стандарта и обязательном минимуме по информати­ке содержание алгоритмической линии определяется через следу­ющий перечень понятий: алгоритм, свойства алгоритмов, испол­нители алгоритмов, система команд исполнителя; формальное ис­полнение алгоритмов; основные алгоритмические конструкции; вспомогательные алгоритмы.

Данная тема традиционно изучается в базовом курсе информатики основной школы. Каждый из нас ежедневно решает задачи различной сложности. Некоторые задачи настолько сложны, что требуют длительных размышлений для нахождения решения, другие задачи мы выполняем автоматически, так как выполняем их ежедневно на протяжении многих лет. Для решения любой задачи надо знать что дано и что следует получить, т.е. у задачи есть некие исходные объекты (некие объекты), и искомые результаты. Для получения результатов необходимо знать способ решения задачи, т.е. располагать алгоритмом, в котором указано какие действия и в каком порядке следует выполнить, чтобы решить задачу. Далее следует разобрать свойства алгоритма на примере решения какой-либо бытовой проблемы.

Уч Семакина: отличный подход к теме Алгоритм трактуется как информа­ционный компонент системы управления. ⟹воз­можность ввести в базовый курс новую линию — линию управления.

Используется ГРИС — графический исполни­тель. Это исполнитель, работающий «в обстановке» (т.е. без использования величин). Близок к Чертежнику. На примере ГРИС вводятся основные понятия алгоритмизации.

В Симоновиче «Алгоритм — понятное и точное пред­писание исполнителю выполнить конечную последовательность команд, приводящих от исходных данных к искомому результату».

Показ схему:

данные

алгоритм:

1 команда

2команда

…………

N команда

Исполнитель

СКИ

Резул-ы

Рассмотреть основные св-ва: понятности(алгор-м д/н включать в себя толькоСКИ), точности(привести пример рецепта: положить несколько ложек соли. Но каких и сколько? -это неточ-ть. ПРАВИЛЬНО - положить 2 столовые ложки сахара), последоват-и,

Конечн-ти ( результ-ст), бесконечно выполняемый цикл безрезультативен.

Для закрепле­ния основных понятий, полезно рассмотреть с учениками несколько заданий следующего содержания:

1) выполнить роль исполнителя: дан алгоритм, формально исполнить его;

2) определить исполнителя и систему команд для данного вида работы;

3) в рамках данной системы команд построить алгоритм;

В качестве примера задачи первого типа можно использовать алгоритм игры Баше.

Примеры исполнителей(есть в семакине): Вообще говоря, подходит любой исполнитель, который удовлетворяет следующим условиям:

• он должен работать «в обстановке»;

• он должен имитировать процесс управления реальным объектом (черепахой, роботом и др.);

• в системе команд должны быть все структурные команды управления (ветвления, циклы);

• исполнитель позволяет использовать вспомогательные алго­ритмы (процедуры).

Главной целью раздела алгоритмизации является овладе­ние

учащимися структурной методикой построения алгоритмов.

Каким бы исполнителем ни пользовался учитель, рекоменду­ется следовать единой методической схеме обучения.

При описа­нии любого исполнителя алгоритмов необходимо выделять следу­ющие его характеристики: среда, режимы работы, система ко­манд, данные. Совокупность таких характеристик можно назвать архитектурой исполнителя.

Рассмотрим в качестве примера описание архитектуры широко известного исполнителя КЕНГУРЕНОК.

Среда исполнителя. На экране присутствуют три основных элемента среды учебного ис­полнителя: строка меню, поле программы и поле рисунка, на котором находится Кенгуренок. На поле рисунка неявно (т.е. ее не видно) нанесена прямоугольная сетка. Длину стороны одной квад­ратной ячейки этой сетки назовем шагом. Размер всего поля — 15 шагов по горизонтали и 19 шагов по вертикали.

Режимы работы — это определенное со­стояние учебного исполнителя, в котором могут выполняться оп­ределенные действия. Необходимо в наглядной форме предста­вить ученикам все возможные режимы работ используемого ис­полнителя(ручное, программное, справка, работа с файлами).

Система команд исполнителя (СКИ). Команды де­лятся на команды установки (изменения) режимов и команды управления Кенгуренком (команды программы). Все команды могут быть выбраны из меню. Меню команд первого типа имеет желтый цвет; меню команд второго типа — белый цвет.

Систему команд управления Кенгуренком следует сообщать ученикам не всю сразу, а постепенно, по мере их необходимости для решения задач.

Данными при работе с этим исполнителем является обста­новка на поле Кенгуренка. Приведенное выше описание можно назвать описанием архи­тектуры исполнителя КЕНГУРЕНОК. По такой же схеме реко­мендуется описывать архитек-у любого другого алгоритм-го исполнителя.

Первыми заданиями по управлению Кенгуренком должны быть задачи на работу в режиме прямого уп­равления с целью получить определенный рисунок. Этими рисун­ками могут быть фигуры, узоры, буквы, построенные из верти­кальных и горизонтальных отрезков. Следует обратить внимание учеников на необходимость первоначальной установки Ру на поле.

Здесь нужно показать ученикам реакцию Ру в случае, если его пытаются переместить за границу поля. С Кенгуренком проис­ходит «авария». Следовательно, выход за край поля допускать нельзя. Наибольший интерес представляет работа в программном ре-жиме. Для перехода в этот режим достаточно переместить курсор в поле программы. После этого сразу увеличится «белое меню». Обучение программированию для исполнителя нужно строить на последовательности решаемых задач.

Традиционно используются 2 способа описания алгоритмов: блок-схемы и учебный алгоритмический язык. В базовом курсе инфор-матики необходимо использовать обе эти формы. Основное дос­тоинство блок-схем — наглядность алгоритмической структуры.

Алгоритмический язык — это текстовая форма описания алго-итма. Она ближе к языкам программирования, чем блок-схемы, однако это еще не язык программирования. Поэтому строгого синтаксиса требовать не нужно.

Должны знать:

1) что такое алгоритм; какова роль, в чем состоят основные свойства алгоритма; 2) способы записи алгоритмов: блок-схемы, учебный алгорит­мический язык; 3) основные алгоритмические конструкции: следование, ветв­ление, цикл; структуры алгоритмов;

Должны уметь:

1) пользоваться языком блок-схем, понимать описания алгорит­мов на учебном алгоритмическом языке;2) составлять несложные линейные, ветвящиеся и циклические алгоритмы управления одним из учебных исполнителей.